Brevet FR2982656A1 — publié le 20130517

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une soupape élec- tromagnétique comportant un module de soupape ayant un premier manchon de soupape, un induit guidé en mouvement longitudinal dans le premier manchon avec une géométrie d'étanchéité et un corps de soupape muni d'un siège de soupape et un module électromagnétique assemblé au module de soupape et ayant une enveloppe de boîtier, un capot et une bobine qui, alimentée, génère une force électromagnétique déplaçant l'induit contre la force développée par un ressort de rappel. Etat de la technique Selon l'état de la technique, on connaît des soupapes électromagnétiques ouvertes en l'absence de courant et des soupapes fermées en l'absence de courant pour des applications aux véhicules telles que par exemple au système antiblocage (ABS), au système de ré- gulation antipatinage à l'entraînement (système ASR), au programme de stabilisation électronique de trajectoire (ESP) ou autre système de ce type. Les électrovannes connues comportent chacune un module de soupape et un module électromagnétique qui se montent séparément. Dans les soupapes électromagnétiques connues, en général on fixe préalablement par matage le module de soupape dans le bloc hydrau- lique ou boîtier de pompe par l'intermédiaire d'une rondelle de matage, c'est-à-dire que l'on fixe le module de soupape dans le bloc hydraulique ou boitier de pompe. En parallèle, on fixe le module électromagnétique y compris le branchement électrique à l'appareil de commande. Ce n'est qu'au montage de l'appareil de commande sur le bloc hydraulique ou le boîtier de pompe que le module électromagnétique est assemblé par l'intermédiaire d'une enveloppe de boîtier et d'un couvercle de boîtier réalisé sous la forme d'un disque de recouvrement, de manière définitive sur le module de soupape correspondant pour avoir le module électro- magnétique comme unité apte à fonctionner. Le document DE 10 2005 044 672 Al décrit une soupape électromagnétique avec un module de soupape et un module électromagnétique assemblé au module de soupape. Le module de soupape comporte une capsule de soupape, un induit guidé en mouvement longitudinal dans la capsule et ayant une géométrie d'étanchéité, un insert de soupape et un corps de soupape avec un siège de soupape. Le module électromagnétique comporte une enveloppe de boîtier, un capot et un bobinage qui, lorsqu'il est alimenté, génère une force électromagnétique pour déplacer l'induit contre la force développée par un ressort de rappel. Le corps de soupape est un manchon en forme de pot dont la partie supérieure est ouverte et par son extrémité ouverte, il est enfoncé dans l'extrémité ouverte de la capsule de soupape. L'insert de soupape canalise le flux magnétique généré par le module électromagnétique par un disque de recouvrement et le flux magnétique induit par la capsule de soupape passe par un entrefer en direction de l'induit. L'extrémité recourbée de la capsule de soupape peut être matée avec un bloc hydraulique par l'intermédiaire d'une rondelle de matage. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet une soupape électro- magnétique du type défini ci-dessus caractérisée en ce que le premier manchon de soupape pénètre avec son extrémité ouverte dans l'extrémité ouverte du corps de soupape et il est fixé au corps de soupape, la surface d'extrémité du corps de soupape étant réalisée comme moyen de fixation du module de soupape. Ainsi, l'invention a l'avantage vis-à-vis de l'état de la technique de réduire la hauteur constructive au-dessus de l'arête supérieure du bloc hydraulique ou boîtier de pompe et de simplifier la structure de la vanne et son montage. Des modes de réalisation de l'invention permettent de diminuer la hauteur constructive sans aug- menter pratiquement l'encombrement radial de la soupape électroma- gnétique dans l'appareil de commande et sans faire de modifications essentielles au module électromagnétique. Ainsi et comme développé ci-dessus, le coeur de l'invention consiste à introduire le premier manchon de soupape dans le corps de soupape et d'utiliser la surface d'extrémité du corps de sou- pape pour fixer le module de soupape dans un bloc hydraulique ou boîtier de pompe. En utilisant la surface d'extrémité du corps de soupape comme surface de matage, on supprime avantageusement le disque ou la rondelle de matage utilisés jusqu'alors. En diminuant la hauteur constructive sensiblement de l'épaisseur du disque de matage, on réduit d'autant le volume de la boîte de l'appareil de commande correspondant. De plus, grâce à l'économie de la rondelle de matage, on a des avantages de coût pour l'acquisition et le montage. De plus, certaines parties du module de soupape pourront être raccourcies sensiblement de l'épaisseur de la rondelle de matage. Le module de soupape peut avoir un siège de soupape ouvert en l'absence de courant ou fermé en l'absence de courant. Dans le cas d'une soupape électromagnétique ouverte en l'absence de courant, on pourra par exemple raccourcir l'insert de soupape, la capsule de soupape et le poussoir avec la géométrie d'étanchéité ; dans le cas d'une soupape électromagnétique fermée en l'absence de courant, on pourra par exemple raccourcir le manchon de soupape, la capsule de soupape et l'induit magnétique avec la géométrie d'étanchéité. Dans le cas d'une soupape électromagnétique ouverte en l'absence de courant, le premier manchon de soupape est réalisé comme capsule en forme de coiffe avec une extrémité fermée. Dans le cas d'une électrovanne fermée en l'absence de courant, le premier manchon aux deux extrémités est ouvert et une extrémité est reliée à un noyau polaire qui la termine. Comme les dimensions du module électromagnétique ne changent pas elles-mêmes, en première approxima- tion, les forces électromagnétiques ne sont pas détériorées. Les rapports de guidage dans le module de soupape, c'est-à-dire la longueur par rapport au diamètre, sont légèrement détériorés à cause du raccourcissement. Les modes de réalisation de la présente invention facilitent une éventuelle intégration dans le module électromagnétique. Les modes de réalisation de l'invention correspondent à une soupape électromagnétique ayant un module de soupape et un module électromagnétique assemblé au module de soupape. Le module de soupape comporte un premier manchon, un induit électromagnétique guidé dans le premier manchon et ayant une géométrie d'étanchéité ainsi qu'un corps de soupape avec un siège. Le module électromagné- tique comporte une enveloppe de boîtier, un capot et une bobine qui, alimentée en courant, génère une force électromagnétique pour déplacer l'induit contre la force développée par un ressort de rappel. Selon l'invention, le premier manchon de soupape pénètre avec son extrémité ouverte dans l'extrémité ouverte du corps de soupape et est fixé dans celui-ci. La surface d'extrémité du corps de soupape est réalisée comme moyen de fixation du module de soupape. La première capsule de soupape est de préférence soudée au corps de soupape. Cette liaison par une soudure doit résister à des contraintes plus fortes que dans l'état de la technique car il n'y a plus de reprise d'effort par une liaison par la forme réalisée par le disque de matage ou la rondelle de matage. D'une manière particulièrement avantageuse, la surface d'extrémité du corps de soupape est une surface de matage pour réaliser le matage avec le bloc hydraulique. Le matage se fait dans ce cas par déformation plastique de la matière du bloc hydraulique qui est de préférence de l'aluminium ; cette déformation plastique forme au-delà de la surface d'extrémité du corps de soupape réalisée comme surface de matage, une nervure, de préférence périphérique, bloquant le corps de soupape et ainsi le module de soupape, axialement dans le logement du bloc hydraulique. Le module électromagnétique peut se glisser axia- lement sur le module de soupape et être pressé contre celui-ci par un disque de recouvrement. En variante, on peut réaliser une surface d'extrémité à l'extrémité ouverte de l'enveloppe du boîtier comme surface de matage pour faire un matage avec le bloc hydraulique ; la surface d'extrémité du corps de soupape est alors réalisée comme surface d'appui d'un fond de boîtier enveloppe du groupe électromagnétique. Cela permet d'encastrer le module électromagnétique, avantageusement en totalité dans le logement du bloc hydraulique. Le matage se fait par une défor- mation plastique de la matière du bloc hydraulique qui est de préfé- rence de l'aluminium ; la surface d'extrémité réalisée par cette déformation plastique sur l'enveloppe de boîtier constitue de préférence une nervure périphérique. Cette nervure bloque le module électromagnétique et ainsi la soupape électromagnétique, axialement dans le lo- gement du bloc hydraulique. La particularité de ce montage réside dans le fait que le module de soupape et le module d'électroaimant les fixent en commun au bloc hydraulique ou boîtier de pompe. Dans le montage du module, ces éléments sont traités séparément. Cela présente des avantages pour le procédé de fabrication et/ou de contrôle, dans l'analyse de la valeur, pour des intensions, par exemple par la réutilisation de chaînes de fabrication existantes. Selon un développement avantageux de l'électrovanne de l'invention, la surface d'extrémité est réalisée sur une face frontale du corps de soupape, ce qui permet une réalisation simple et économique de l'invention. En variante, la surface d'extrémité du corps de soupape est recourbée vers l'extérieur et forme une bride de fixation. Cela permet avantageusement d'augmenter simplement et rapidement la surface de matage ou surface d'appui, disponible. Selon un autre développement avantageux de la soupape électromagnétique de l'invention, le corps de soupape est réalisé comme manchon en forme de pot dont le dessus est ouvert, ce qui se réalise de manière simple et économique. Grâce à un mode de réalisation particulièrement simple, le manchon en forme de pot à côté ouvert a un dia- mètre extérieur constant. En variante, le manchon en forme de pot a un diamètre extérieur rétracté en partie basse pour réduire le diamètre utile du corps de soupape pour le presser dans le bloc hydraulique en réalisant l'étanchéité. Ainsi, de manière avantageuse, on réduit les exigences d'enfoncement et de force de maintien nécessaires. Selon un développement avantageux de la soupape élec- tromagnétique de l'invention, l'induit est un induit annulaire qui a principalement un anneau extérieur utilisé pour le flux magnétique. Le perçage intérieur de l'induit magnétique guide un poussoir avec une géométrie d'étanchéité. Le poussoir peut par exemple être pressé dans le perçage intérieur de l'induit ou y être fixé autrement. Le poussoir peut ainsi avoir un rapport de guidage analogue, c'est-à-dire la longueur au diamètre, comme dans l'état de la technique bien que la soupape soit considérablement réduite. Selon un autre développement avantageux de la soupape électromagnétique de l'invention, un insert de soupape assure le gui- dage du poussoir avec une surface intérieure du premier manchon, de préférence par une liaison pressée. Le ressort de rappel peut par exemple s'appuyer sur un appui de ressort relié à l'insert de soupape ou être installé sur le corps de la soupape. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de différents exemples de réalisation d'une soupape électromagnétique représentés dans les dessins annexés dans les- quels les mêmes composants ou éléments de fonction identique ou analogue portent les mêmes références. Ainsi : la figure 1 est une demi-coupe schématique d'un dispositif de soupape électromagnétique selon un premier exemple de réalisation d'une soupape électromagnétique selon l'invention, la figure 2 montre un détail en vue en coupe du dispositif de soupape électromagnétique correspondant à un second exemple de réalisation de la soupape électromagnétique de l'invention, la figure 3 est une vue en coupe schématique d'un détail d'un dis- positif de soupape électromagnétique correspondant à un troisième exemple de réalisation de la soupape électromagnétique selon l'invention, la figure 4 est une vue en coupe schématique d'un dispositif de soupape électromagnétique avec un quatrième exemple de réalisa- tion d'une électrovanne selon l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention Aux figures 1 à 4, les exemples de réalisation présentés de soupapes électromagnétiques 1 selon l'invention ont respectivement un module de soupape 20 et un module électromagnétique 10 assem- blés au module de soupape 20. Le module de soupape 20 comporte un premier manchon de soupape 22 recevant un induit 24 mobile longitudinalement dans le premier manchon de soupape 22 et ayant une géométrie d'étanchéité 26.1 ainsi qu'un corps de soupape 30 avec un siège de soupape 32. Le module électromagnétique 10 comporte une enve- loppe de boîtier 12, un capot 18 et une bobine 16 qui, lorsqu'elle est alimentée, génère une force électromagnétique pour déplacer l'induit 24 contre la force développée par un ressort de rappel 27. Selon l'invention, le premier manchon de soupape 22 pénètre avec son extrémité ouverte 22.2 dans l'extrémité ouverte 34 du corps de soupape 30 en étant fixé au corps de soupape 30, de préférence par une liaison soudée 22.1 ; la surface d'extrémité 36 du corps de soupape 30 est réalisée comme moyen pour fixer le module de soupape 20. Comme cela apparaît en outre aux figures 1 à 4, les exemples de réalisation sont des électrovannes la, lb ouvertes en l'absence de courant ; chaque électrovanne comporte un module élec- tromagnétique 10a, 10b générant un flux magnétique et un module de soupape 20a, 20b, 20c, 20d. Les modules électromagnétiques 10a, 10b ont chacun un boîtier avec une enveloppe de boîtier 12a, 12b et un couvercle 18, par exemple comme disque de couverture inférieur 18a et un capot de boîtier 18b en une seule pièce avec le boîtier 12a ou encore comme fond de boîtier 18c en une seule pièce avec l'enveloppe de boîtier 12b et constituant le disque de couverture supérieur 18d, un support d'enroulement 14 et un enroulement 16. Les modules 20a, 20b, 20c, 20d ont chacun une capsule de soupape 22a, 22b en forme de chapeau comme premier manchon de soupape 20, un induit 24 sous forme d'induit annulaire dont le perçage intérieur reçoit un poinçon 26, 26a, 26b pressé, ayant une géométrie d'étanchéité 26.1 appropriée, un ressort de rappel 27 et un corps de soupape 30 avec un siège de soupape 32, le corps étant ouvert vers le haut, en ayant une forme de pot 30a, 30b, 30c, 30d. Les modules électromagnétiques 10a, 10b génèrent une force électromagnétique qui déplace l'induit 24 mobile longitudinalement avec le poussoir 26 et la géométrie d'étanchéité 26.1 contre la force développée par le ressort de rappel 27 en direction de l'insert de soupape 28 ; le ressort de rappel 27 est appuyé contre l'appui de ressort 28, 39, par exemple en forme de collerette annulaire 28.1 reliée au siège de soupape 28 ou comme bord 39 du siège de soupape 32. La bobine 16 portée par le support de bobine 14 constitue une bobine électrique commandée par l'alimentation de ses bornes électriques. L'insert de soupape 28 canalise le flux magnétique arrivant du module électroma- gnétique 10a, 10b par le disque de couverture inférieur 18a ou le fond de boîtier 18c, axialement par un entrefer en direction de l'induit 24. En alimentant l'enroulement de bobine 16, on règle le flux du fluide entre un premier branchement de fluide 28.2 et un second branchement de fluide 40. Un filtre annulaire 42, 42a, 42b installé dans la zone du pre- mier branchement de fluide 28.2 permet de filtrer le fluide provenant de la conduite de fluide 7, 7a, 7b, 7c, 7d installée dans un bloc hydraulique 3, 3a, 3b, 3c, 3d. En plus, pour filtrer le fluide, le second branchement de fluide 40 est équipé d'un filtre plat 44. Selon la figure 1, dans le premier exemple de réalisation, la surface d'extrémité 36a du corps de soupape 30, 30a a une surface frontale 37 dans la zone d'extrémité 34, 34a constituant une surface de matage 36a pour réaliser le matage 5a avec le bloc hydraulique 3a. Le matage 5a se fait par une déformation plastique de la matière du bloc hydraulique, de préférence de l'aluminium, qui est réalisée par l'intermédiaire de la surface d'extrémité 36 du corps de soupape 30, 30a en forme de surface de matage 36a pour constituer une nervure, de préférence périphérique, qui bloque le corps de soupape 30, 30a et ainsi le module de soupape 20a axialement dans le logement du bloc hydraulique 3a. Après le matage, on peut emmancher le module électromagné- tique 10 axialement sur le module de soupape 20a et le presser à celui- ci par l'intermédiaire du disque de couverture 18a. Le manchon 30a en forme de pot dont le côté supérieur est ouvert selon l'exemple de réalisation a un diamètre extérieur constant et l'insert de soupape 28 est relié à la surface intérieure de la cap- sule de soupape 22a pour guider le poussoir 26 ; la liaison est de préférence pressée. Le ressort de rappel 27 s'appuie sur l'appui de ressort 28 réalisé sous la forme d'une collerette annulaire 28.1 reliée à l'insert de soupape 28. La collerette annulaire 28.1 est par exemple pressée dans l'insert de soupape 28. L'étanchéité interne de l'électrovanne la du bloc à fluide 3a ou boîtier de pompe est réalisée en pressant de manière étanche le bord inférieur 9 du corps de soupape 30 dans le bloc hydraulique 3a ou dans le boîtier de pompe. Comme cela apparaît en outre à la figure 2, dans le se- cond exemple de réalisation, le ressort de rappel 27b s'appuie contre le bord 39 du siège de soupape 32, directement dans le corps de soupape 30, 30b. Cela permet une réalisation extrêmement courte du module de soupape 20b avec un poussoir 26b raccourci et une capsule de soupape 22b également raccourcie. Toutefois, dans cet exemple de réalisation, le ressort de compression 27b est traversé directement par le fluide de fonctionnement si bien que le comportement fluidique et/ou le compor- tement du ressort pourrai(en)t être influencé(s). Comme autre différence par rapport au premier exemple de réalisation, le manchon en forme de pot 30b dont le dessus est ouvert, selon le second exemple de réalisation, a un diamètre extérieur inférieur en retrait. Cela permet avanta- geusement de diminuer les forces de serrage et de maintien pendant que l'on presse le bord inférieur 9 du corps de soupape 30, 30b dans le bloc hydraulique 3b ou dans le boîtier de pompe pour réaliser l'étanchéité. De façon analogue au premier exemple de réalisation, la surface d'extrémité 36 du corps de soupape 30, 30b est également réali- sée sur la surface frontale 37 dans la zone d'extrémité ouverte 34a, 34b comme surface de matage 36a pour réaliser le matage 5b avec le bloc hydraulique 3b. Le matage 5b se fait de façon analogue au premier exemple de réalisation par une déformation plastique de la matière du bloc hydraulique en réalisant par la surface d'extrémité 36 du corps de soupape 30, 30b constituant la surface de matage 36a, une nervure de préférence périphérique ; cette nervure bloque le corps de soupape 30, 30b et ainsi le module de soupape 20b axialement dans le logement du bloc de fluide 3b. Comme cela apparaît en outre à la figure 3, la surface d'extrémité 36 du corps de soupape 30, 30c est tirée vers l'extérieur à la différence du premier et du second exemple de réalisation en constituant ainsi une bride de fixation 38. Cela permet d'agrandir la surface efficace de matage 36b. Pour réaliser le matage 5c avec le bloc hydrau- ligue 3b, on fait une déformation plastique de la matière du bloc hy- draulique de façon analogue au premier et au second exemple de réalisation pour que la surface d'extrémité 36 de la bride de fixation 38 du corps de soupape 30, 30c, réalisée comme surface de matage 36b, forme une nervure de préférence périphérique qui bloque le corps de soupape 30, 30c et ainsi le module de soupape 20c, axialement dans le logement du bloc hydraulique 3c. Comme cela apparaît en outre à la figure 4, le module électromagnétique 10b du quatrième exemple de réalisation est enfoncé complètement dans le bloc hydraulique 3d ou le boîtier de pompe. C'est pourquoi on a une surface d'extrémité à l'extrémité ouverte de l'enveloppe 12b du boîtier constituant la surface de matage pour réaliser le matage 5d avec le bloc hydraulique 3d. La surface d'extrémité 36 du corps de soupape 30, 30d est réalisée comme surface d'appui 36c pour le fond du boîtier 18c du module électromagnétique 10b, ce der- nier étant réalisé en une seule pièce avec l'enveloppe de boîtier 12b. Le disque de recouvrement 18d du module électromagnétique 10 du quatrième exemple de réalisation se trouve en partie haute et est muni d'un retrait pour un meilleur passage de flux magnétique vers le groupe de soupapes 20d. De façon analogue au second exemple de réalisation, le manchon 30d en forme de pot dont le côté tourné vers le haut est ou- vert, selon le quatrième exemple de réalisation, a également un diamètre extérieur inférieur en retrait pour diminuer les forces de compression et de maintien pendant que l'on réalise l'étanchéité par enfoncement du bord inférieur 9 du corps de soupape 30, 30d dans le bloc hydraulique 3d ou dans le boîtier de pompe. Les modes de réalisation de l'invention correspondent avantageusement à une électrovanne qui permet de façon avantageuse de diminuer la hauteur constructive au-dessus du bord supérieur du bloc hydraulique ou du boîtier de pompe et la simplification de la struc- ture du boîtier de soupape et du montage. NOMENCLATURE Pour simplifier la présentation, seules les références sans les lettres en suffixe sont données dans la nomenclature ci-après 1 Soupape électromagnétique 3 Bloc hydraulique 3a Bloc hydraulique 7 Conduite de fluide Module électromagnétique 10 12 Enveloppe de boîtier 14 Support de bobine 16 Bobine 18 Capot 20 Module de soupape 22 Manchon de soupape 22.1 Soudure 22.2 Extrémité ouverte 24 Induit 26 Poussoir 26.1 Géométrie d'étanchéité 27 Ressort de rappel 28 Insert de soupape 28.1 Collerette annulaire 28.2 Premier branchement de fluide 30 Corps de soupape 30a Manchon en forme de pot 32 Siège de soupape 34 Extrémité ouverte 36 Surface d'extrémité du corps de soupape 30 37 Face frontale de la zone ouverte 34 38 Bride de fixation 39 Appui de ressort 40 Second branchement de fluide 42 Filtre annulaire 44 Filtre aval REVENDICATIONS1°) Soupape électromagnétique comportant un module de soupape (20) ayant un premier manchon de soupape (22), un induit (24) guidé en mouvement longitudinal dans le premier manchon (22) avec une géomé- trie d'étanchéité (26.1) et un corps de soupape (30) muni d'un siège de soupape (32) et un module électromagnétique (10) assemblé au module de soupape (20) et ayant une enveloppe de boîtier (12), un capot (18) et une bobine (16) qui, alimentée, génère une force électromagnétique déplaçant l'induit (24) contre la force développée par un ressort de rappel (27), soupape électromagnétique caractérisée en ce que - le premier manchon de soupape (22) pénètre avec son extrémité ouverte (22.2) dans l'extrémité ouverte (34) du corps de soupape (30) et il est fixé au corps de soupape (30), la surface d'extrémité (36) du corps de soupape (30) étant réalisée comme moyen de fixation du module de soupape (20). 2°) Soupape électromagnétique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface d'extrémité (36) du corps de soupape (30) est une surface de matage (36a, 36b) réalisant le matage (5, 5a, 5b, 5c) avec un bloc hydraulique (3, 3a, 3b, 3c). 3°) Soupape électromagnétique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' une surface d'extrémité à l'extrémité ouverte de l'enveloppe de boîtier (12b) est réalisée comme surface de matage pour le matage (5d) avec le bloc hydraulique (3d), la surface d'extrémité (36) du corps de soupape (30) étant la sur- face d'appui (36c) du fond de boîtier (18c) de l'enveloppe de boîtier (12b) du module électromagnétique (10b). 4°) Soupape électromagnétique selon la revendication 1, caractérisée en ce quela surface d'extrémité (36a, 36c) est la face frontale (37) du corps de soupape (30). 5°) Soupape électromagnétique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface d'extrémité (36b) du corps de soupape (30c) est tirée vers l'extérieur et forme une bride de fixation (38). 6°) Soupape électromagnétique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps de soupape (30) est un manchon en forme de pot dont le haut est ouvert (30a, 30b, 30c, 30d). 7°) Soupape électromagnétique selon la revendication 6, caractérisée en ce que le manchon en forme de pot dont le haut est ouvert (30a, 30b, 30c, 30d) a un diamètre extérieur constant ou un diamètre extérieur en retrait dans la partie inférieure. 8°) Soupape électromagnétique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'induit (24) est un induit annulaire dont le perçage guide un poussoir (26) avec une géométrie d'étanchéité (26.1). 9°) Soupape électromagnétique selon la revendication 1, caractérisée par un insert (28) pour guider le poussoir (26) est relié à la surface intérieure du premier manchon de soupape (22), de préférence par une liaison pressée. 10°) Soupape électromagnétique selon la revendication 9, caractérisée en ce que le ressort de rapport (27) s'appuie sur un appui de ressort (28.1, 39) relié à l'insert de soupape (28) ou au corps de soupape (30).35