Brevet FR2813372A1 — publié le 20020301

L'invention concerne un procédé pour ajuster l'effet d'étranglement d'une valve, comportant un corps de valve présentant au moins un canal de passage pour un fluide de travail, le fluide de travail étant soumis à un effet d'étranglement en raison de la réalisation du canal d'étranglement. On connaît du document DE 43 15 458 C2 une valve pour un amortisseur d'oscillations hydraulique télescopique dont la structure permet un ajustement individuel des disques de valve. À cet effet, on relie le corps de valve séparément à une tige de piston et on le pourvoit de disques de valve. Un manchon ou un tourillon d'ajustement met sous précontrainte les disques de valve jusqu'à une valeur déterminée, et la force de levée des disques de valve depuis une surface de siège de valve peut être déterminée par un dispositif correspondant. Lorsque la force de levée prévue est atteinte, on fixe le tourillon ou le manchon d'ajustement. Par conséquent, on peut ajuster très précisément une force d'amortissement exigée de la valve indépendamment des tolérances de fabrication. Le document DE 44 24 437 A1 décrit une valve dans laquelle on peut également ajuster la force de levée de la valve. La valve dispose d'un boîtier de valve contre lequel vient s'appuyer un ressort de compression hélicoïdal. Par une déformation ciblée du boîtier de valve, on modifie la course de précontrainte du ressort de compression hélicoïdal et ainsi la force de fermeture. On ne peut appliquer ce type d'ajustement de la valve que dans une construction de valve déterminée. De plus, on doit prendre en considération qu'une valve, en particulier une valve d'amortissement, présente des chemins d'écoulement et des moyens différents pour établir une courbe caractéristique exigée de la force d'amortissement. À des vitesses d'écoulement faibles, une section dite de pré-ouverture entre en action, dont l'effet dépend de la section d'écoulement. Dans une plage médiane de la courbe caractéristique, le 2 2813372 comportement de la valve d'amortissement est déterminé par des disques de valve qui sont précontraints sur une surface de siège de valve. Pour influencer cette plage de la courbe caractéristique, on doit pouvoir modifier la force de précontrainte qui agit sur le disque de valve. À des vitesses d'écoulement très élevées, en fonction de la conception de la valve d'amortissement, la section d'écoulement maximale disponible est décisive pour la force d'amortissement de la valve d'amortissement. Jusqu'à présent, on a admis des tolérances importantes de la force d'amortissement dans le cas des valves d'amortissement. Cependant, la tendance va vers des forces d'amortissement ajustées de plus en plus précisément. À cet effet, on doit prévoir une complexité de fabrication très complexe. On monte les valves d'amortissement et on les vérifie visà-vis de la courbe caractéristique de la force d'amortissement. En cas d'écarts par rapport à la tolérance prescrite, on démonte la valve et on la remonte avec des composants légèrement modifiés et on la vérifie de nouveau. Le travail de fabrication est d'autant plus important. L'objectif sous-jacent à la présente invention est de mettre en oeuvre un procédé au moyen duquel on peut ajuster précisément des valves de différents types par rapport à leur comportement d'étranglement. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par le fait que l'on modifie, en exploitant le développement de chaleur d'un faisceau laser, le ou les composants de la valve qui déterminent l'effet d'étranglement de la valve de manière à minimiser des écarts par rapport à un effet d'étranglement prédéterminé. L'avantage essentiel de cette mesure est de pouvoir réduire le taux de rebut de production ou de pouvoir augmenter la précision de l'effet d'étranglement de la valve, sans être obligé d'augmenter le respect dimensionnel dans les composants individuels de la valve. La vitesse de travail du faisceau laser est très élevée. On n'est confronté à aucun 3 2813372 travail de démontage de la valve. De plus, on peut réduire le stock des pièces de valve, car on peut adapter les éléments de base de la valve de manière très simple aux exigences données. Selon une variante du procédé, on modifie la section efficace du canal d'étranglement au moyen du faisceau laser. On utilise un faisceau laser dont l'effet thermique est si fort qu'il se produit une "disparition" des parties volumiques du corps de valve. On peut également rompre des arêtes dans le chemin d'écoulement ou enlever le cas échéant des bavures qui résultent du processus de fabrication. Selon un autre développement avantageux de l'invention, on a la possibilité de déterminer la section efficace du canal d'étranglement par un disque de valve, le disque de valve présentant au niveau du canal d'étranglement au moins un évidement réalisé par "brûlure" qui fait augmenter la section efficace du canal d'étranglement par comparaison avec un état de montage d'origine. Pour l'effet d'étranglement, on choisit de façon délibérée des dimensions plus grandes que nécessaires pour le canal d'étranglement, et on limite alors le canal d'étranglement au moyen d'un disque de valve. Un disque de valve dispose d'une épaisseur de matière nettement inférieure à celle du corps de valve, de sorte qu'une brûlure plus faible au moyen du faisceau laser suffit pour l'ajustement correct de la section du canal d'étranglement. On connaît des constructions de corps de valve dans lesquelles les canaux d'étranglement sont séparés sur toute leur longueur. Lorsque l'on utilise dans un tel corps de valve un disque de valve qui recouvre au moins en partie les canaux d'étranglement et que l'on fait alors "brûler" le disque de valve de façon ciblée pour déterminer les sections des canaux d'étranglement, on doit assurer que le disque de valve ne pourra pas se déplacer en direction périphérique. En effet, il peut se produire que la zone brûlée du disque de valve ne soit plus en chevauchement avec le canal d'étranglement correspondant. Pour prendre en compte cette source d'erreur possible, on fixe le disque de valve avec l'évidement réalisé par brûlure par un soudage au laser par 4 2813372 rapport au canal de passage. Il n'est pas nécessaire de changer de tête à laser, mais une modification du faisceau laser suffit. On peut utiliser les disques de valve également sous forme serrée sur le corps de valve et de manière à être déformés élastiquement et à se soulever du corps de valve lors d'une sollicitation en pression par le fluide de travail. On exploite la précontrainte élastique du disque de valve pour atteindre un effet d'étranglement ciblé. Pour permettre un ajustement de l'effet d'étranglement dans ce cas également, on procède à une modification par action thermique de la structure interne d'un disque de valve, ayant pour but de modifier la précontrainte élastique. On peut également procéder à une modification par action thermique de la structure interne d'un ressort agissant sur un disque de valve, 1 5 ayant pour but de modifier la précontrainte élastique. De plus, on peut prévoir au moins deux disques de valve de différentes tailles empilés l'un sur l'autre, le disque de valve plus grand s'appuyant sur le bord du disque de valve plus petit pendant l'écoulement du fluide à travers le canal d'étranglement et le diamètre du bord étant modifié au moyen du faisceau laser. Suite à une modification du diamètre du disque de valve présentant le diamètre plus petit, le point d'inversion du disque de valve présentant le diamètre plus grand se modifie, car la surface d'appui a été réduite par le disque de valve plus petit. Un point d'inversion modifié a une influence essentielle sur la caractéristique de la force élastique du lot de disques de valve. Selon une autre caractéristique avantageuse, on a la possibilité d'effectuer un contrôle de l'effet d'étranglement de la valve. Lorsque plusieurs composants de la valve ont été optimisés au moyen du faisceau laser, on peut également procéder à des contrôles d'autant plus fréquents. Dans de nombreux cas, on peut utiliser de l'air comprimé pour les contrôles. 2813372 Pour pouvoir appliquer le procédé de manière particulièrement effective, on prévoit que les composants qui déterminent l'effet d'étranglement de la valve soient réalisés avec une surépaisseur d'usinage pour l'usinage au faisceau laser à l'égard des tolérances des paramètres déterminant l'effet d'étranglement. On choisit de façon délibérée le mode d'une "surépaisseur de travail". On a ainsi la possibilité de fabriquer les composants de valve avec beaucoup moins de précision, car l'ajustement final se fait au moyen du faisceau laser. L'invention sera expliquée plus en détails en se rapportant à la description qui suit des figures. Celles-ci montrent: figure 1, une valve à l'intérieur d'un amortisseur d'oscillations figure 2, une courbe caractéristique d'une valve d'étranglement; figure 3, un piston sous la forme d'un groupe structurel; figure 4, une réalisation de la section de pré-ouverture; et figures 5, 6 et 7, des étapes du montage de la valve. La figure 1 montre un amortisseur d'oscillations 1 connu en soi du type à double tube, dans lequel une tige de piston 3 comportant un piston 5 est guidée en déplacement axial dans un tube de pression 7. Le piston 5 sépare le tube de pression en une chambre de travail supérieure 9 et en une chambre de travail inférieure 11, les deux chambres de travail étant reliées via des valves d'étranglement 13a; 13b dans le piston. Le tube de pression 7 est enveloppé par un tube formant récipient 15, la paroi intérieure du tube-récipient et la paroi extérieure du tube de pression formant une chambre de compensation 17. À l'extrémité inférieure de la chambre de travail 11 est prévu un fond qui comprend un clapet anti-retour 19 et une valve d'étranglement 21. En direction de déploiement de la tige de piston, la chambre de travail supérieure 9 est réduite et le fluide de travail qui s'y trouve est refoulé à travers la valve d'étranglement 13a. Le clapet anti-retour 19 est 6 2813372 ouvert pour éviter une dépression dans la chambre de travail inférieure 11. Lorsque la tige de piston se rétracte dans le tube de pression, la valve d'étranglement 13b et la valve d'étranglement 21 agissent au fond de la chambre de travail 11. Le volume refoulé de la tige de piston est compensé par une modification en volume dans la chambre de travail 17. La figure 2 montre une courbe caractéristique qualitative d'une valve d'étranglement 13a; 13b ou 21 en tant que fonction d'une force d'étranglement par rapport à la vitesse d'écoulement du fluide de travail. Le tracé de la courbe caractéristique est déterminé essentiellement par trois emplacements d'étranglement. À des vitesses d'écoulement faibles vô entre en action une section dite de pré- ouverture qui est souvent réalisée sous forme d'un diaphragme. La plage moyenne de la vitesse d'écoulement VF est souvent déterminée par la force d'un ressort qui met sous précontrainte un disque de valve sur une section d'étranglement. À des vitesses d'écoulement plus élevées vQm du fluide de travail dans la valve d'étranglement agit une section constante plus grande. Dans ce cas, le disque de valve occupe la position de passage maximale. La figure 3 montre le piston 5 sous la forme d'un groupe structurel. Un corps de valve 23 dispose de canaux d'étranglement 25; 27 qui relient les deux chambres de travail 9; 11 l'une à l'autre. Le canal d'étranglement 25 est recouvert par un disque de valve 29 qui est à son tour précontraint par un ressort en étoile 31. Entre le ressort en étoile et le disque de valve 29 est agencé un disque d'inversion 33 dont le diamètre extérieur détermine le comportement de levée du disque de valve 29. Un disque de butée 35 limite la course de levée du disque de valve 29. Dans la moitié de droite de la coupe, on utilise un ressort de compression hélicoïdal 37 à la place du ressort en étoile. La fonction 7 2813372 du disque d'inversion 33 est satisfaite par un talon 39 du disque de butée 35. En variante par rapport au ressort de compression hélicoïdal, on peut utiliser une rondelle-ressort habituelle. On sortirait du cadre si l'on voulait représenter tous les modes de réalisation possibles des disques de valve et ressorts connus. La valve d'étranglement 13a dispose d'un disque de valve 41 qui est en chevauchement avec le canal d'étranglement 27 et qui détermine la section d'écoulement maximale dans le canal d'étranglement 27. Selon les besoins, on utilise un disque de valve à diamètre extérieur adapté, pour pouvoir utiliser un piston le plus standardisé possible. À l'autre extrémité du canal d'étranglement sont agencés des disques de valve 43; 45 qui sont serrés par un manchon 47 sur le corps de valve 23. Le disque de valve 43 peut être réalisé sous forme d'un disque dit de pré- ouverture qui comprend une petite encoche 47 au niveau du diamètre extérieur qui s'étend radialement jusque dans la zone du canal d'étranglement 27. Le disque de valve 45 sert de disque de recouvrement pour l'encoche (voir figure 4). La section de pré- ouverture est déterminée par la largeur b de l'encoche de l'épaisseur du disque de valve 43. Les disques de valve 43; 45 sont précontraints sur le corps de valve par une plaque de valve 49 en association avec un ressort de valve 51. Au moyen d'un écrou d'ajustement 53, on peut varier la force de précontrainte du ressort de valve. La figure 5 montre un piston 5 dans lequel l'équipement pour la valve d'étranglement 13b n'a pas encore été monté et o l'on doit ajuster la section maximale efficace du canal d'étranglement 27 au moyen du procédé conforme à l'invention. À cet effet, on pose le disque de valve 41 sur le corps de valve 23. Le diamètre extérieur est nettement surdimensionné, de sorte que l'on sait préalablement que la section maximale efficace du canal d'étranglement est dimensionnée trop petite dans cet état de montage. Dans un dispositif, représenté uniquement par une paroi, on établit une pression pl sur un côté de la valve et une pression P2 sur l'autre côté par le fait que le piston de valve est attaqué 8 2813372 par un fluide de travail, par exemple par un gaz ou par un fluide hydraulique à une vitesse définie. On peut déterminer la plage de la courbe caractéristique VQm à partir de la différence de pression pi - P2 en association avec la vitesse connue, et on peut la comparer avec un tracé prédéterminé de la courbe caractéristique. En fonction de l'écart par rapport au tracé prédéterminé de la courbe caractéristique, on réduit le contour extérieur du disque de valve au moyen d'un faisceau laser 55 au niveau des canaux d'étranglement 27. Il peut suffire d'usiner une sorte de chanfrein au niveau du diamètre extérieur, mais une conformation complète 57 réalisée par "brûlure" peut également être nécessaire dans certaines circonstances. Ensuite, on mesure de nouveau la différence de pression pl - P2 et on procède le cas échéant à une reprise d'usinage. Lors d'une mesure de la différence de pression au moyen d'un fluide gazeux, on peut effectuer une mesure continue de la différence de pression pendant l'application du faisceau laser. Pour que le résultat de travail reste maintenu et que la conformation 57 réalisée par brûlure ne soit plus en chevauchement avec le canal d'étranglement par rotation du disque de valve suite à d'autres étapes de montage, on fixe le disque de valve 41 avec le corps de valve 23 à l'extérieur des canaux d'étranglement par au moins un emplacement soudé 59 au moyen du faisceau laser 55. Dans une seconde étape du procédé, on pose le disque de valve 29 sur le corps de valve 23 (figure 6) et on mesure de nouveau la différence de pression pi - P2 à une faible vitesse d'écoulement et on la compare avec le tracé prédéterminé de la courbe caractéristique. Pour la plage vo de la courbe caractéristique (figure 2), on peut emprunter deux chemins. D'une part, on peut élargir l'encoche dans le disque de valve 43 au moyen du faisceau laser selon le principe illustré dans la figure 5 ou ménager par brûlure un certain nombre d'ouvertures traversantes 61 dans le disque de valve 29 qui sont en chevauchement avec le canal d'étranglement 25. Les ouvertures traversantes 61 seraient alors actives dans les deux directions d'écoulement du piston 5. D'autre part, on pourrait également imaginer d'effectuer une brûlure 57 sur le corps de valve 23 lui-même. 9 2813372 Avant de monter la plaque de valve 49 alors que les disques de valve 43; 45 soient déjà précontraints sur le corps de valve 23, on peut procéder à une modification de la structure par une action thermique ciblée du faisceau laser 55 et on peut déterminer la contrainte propre des disques de valve. La plage moyenne VF de la courbe caractéristique est déterminée par le chevauchement additif de la précontrainte du disque de valve et de la force du ressort de valve 51. On procédera à des mesures de pression correspondantes avant et après le traitement thermique à des vitesses d'écoulement définies du fluide de travail à travers le corps de valve. Dans la figure 7, le disque d'inversion 33 est mis en place. La fonction correspondante pour la valve d'étranglement 13 est assurée par la surface frontale du manchon 47. On procède de nouveau à des mesures de la force/vitesse pour la plage de vitesse moyenne VF et on effectue le cas échéant une brûlure 57 au niveau du diamètre extérieur de la surface frontale du manchon 47 et du disque d'inversion 33. On modifie le bras de levier en appui du disque d'inversion qui détermine le comportement de levée du disque de valve 29 ou 43; 45. Finalement, on ajuste le ressort en étoile ou le ressort de compression hélicoïdal et le ressort de valve à l'égard de leur force de précontrainte au moyen d'un traitement thermique par le faisceau laser 55 (figure 1), la chaleur appliquée procurant une modification de la structure des ressorts. On procède également aux mesures décrites déjà plusieurs fois au moyen d'un fluide traversant les canaux d'étranglement 25; 27. On peut prévoir pour le piston un dispositif de réception non illustré qui maintient assemblées les pièces de valve et au moyen duquel on peut amener l'unité structurelle à l'emplacement de montage prévu. En variante, on peut choisir une solution dans laquelle on utilise un tourillon à titre de support que l'on déplace jusque dans une position de montage prévue. On se réfère à titre d'exemple au document DE 196 49 247 A 1 qui divulgue un piston sur un tourillon, le tourillon pouvant être enfoncé conjointement avec le corps de valve dans une ouverture de réception. 2813372 Cependant, l'invention ne se limite pas seulement à des amortisseurs d'oscillations, mais elle est applicable de diverses manières. 1 2813372 Revendications 1. Procédé pour ajuster l'effet d'étranglement d'une valve, comportant un corps de valve (23) présentant au moins un canal de passage (25; 27) pour un fluide de travail, le fluide de travail étant soumis à un effet d'étranglement en raison de la réalisation du canal d'étranglement (25; 27), caractérisé en ce que l'on modifie, par exploitation du développement de chaleur d'un faisceau laser (55), le ou les composants de la valve (13a; 13b; 21) qui déterminent l'effet d'étranglement de la valve (13a; 13b; 21) de manière à minimiser des écarts par rapport à un effet d'étranglement prédéterminé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on modifie la section efficace du canal d'étranglement (25; 27) au moyen du faisceau laser (55). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la section efficace du canal d'étranglement (27) est déterminée par un disque de valve (41), le disque de valve présentant au niveau du canal d'étranglement au moins un évidement réalisé par brûlure (57) qui fait augmenter la section efficace du canal d'étranglement (27) par comparaison avec un état de montage d'origine. 4. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le disque de valve (29; 41; 43) présentant l'évidement réalisé par brûlure (57) est fixé par soudage au laser (57) par rapport au canal de passage (25; 27). 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on procède à une modification par action thermique de la structure interne d'un disque de valve (29; 43; 45), ayant pour but de modifier la précontrainte élastique. 12 2813372 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on procède à une modification par action thermique de la structure interne d'un ressort (31; 37; 51) agissant sur un disque de valve (29; 43; 45), ayant pour but de modifier la précontrainte élastique. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on prévoit au moins deux disques de valve (29; 33) de différentes tailles empilés l'un sur l'autre, le disque de valve (29) plus grand s'appuyant sur le bord du disque de valve (33) plus petit pendant l'écoulement du fluide à travers le canal d'étranglement (25) et le diamètre du bord est modifié au moyen du faisceau laser (55). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on effectue un contrôle de l'effet d'étranglement de la valve (13a; 13b; 21). 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les composants (29; 31; 33; 37; 41; 43; 45; 51) qui déterminent l'effet d'étranglement de la valve (13a; 13b; 21) sont réalisés avec une surépaisseur d'usinage pour l'usinage au faisceau laser à l'égard des tolérances des paramètres déterminant l'effet d'étranglement.