FR2826420A1 - Hydraulic fluid control valve, for a motor vehicle shock absorber, comprising piloted lamination module in the form of a cylinder with a slide valve - Google Patents
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Abstract
Description
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La présente invention concerne, de façon générale, le domaine technique de l'hydraulique. The present invention relates, in general, to the technical field of hydraulics.
Plus précisément, l'invention concerne, selon un premier de ses aspects, une valve de contrôle de déplacement de fluide hydraulique, notamment utilisable dans un amortisseur de véhicule automobile, cette valve comprenant un canal d'entrée de fluide, un canal de sortie de fluide, et un module de laminage piloté, interposé entre le canal d'entrée et le canal de sortie. More specifically, the invention relates, according to a first of its aspects, to a valve for controlling the displacement of hydraulic fluid, in particular usable in a shock absorber of a motor vehicle, this valve comprising a fluid inlet channel, an outlet channel for fluid, and a controlled rolling module, interposed between the inlet channel and the outlet channel.
Une valve de ce type est par exemple décrite dans la demande de brevet FR-A-9913904. A valve of this type is for example described in patent application FR-A-9913904.
Le développement des valves de contrôle de fluide poursuit, de façon générale, l'objectif de réaliser des valves compactes, de structure aussi simple que possible, à un coût relativement bas, et susceptibles d'opposer au passage d'un fluide, entre les canaux d'entrée et de sortie, une perte de charge variant dans de larges proportions, et avec un temps de réponse très court. The development of fluid control valves generally pursues the objective of producing compact valves, of structure as simple as possible, at a relatively low cost, and capable of opposing the passage of a fluid, between the input and output channels, a pressure drop varying widely, and with a very short response time.
Le but de la présente invention, qui s'inscrit totalement dans ce contexte général, est de proposer une valve répondant à ce besoin. The purpose of the present invention, which is fully in this general context, is to provide a valve meeting this need.
A cette fin, la valve de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisée en ce que le module de laminage piloté comprend un cylindre dans lequel un tiroir coulissant définit une chambre primaire et une chambre secondaire, en ce que la chambre primaire communique avec le canal d'entrée par un premier orifice de laminage formé entre un épaulement radial du cylindre et une surface externe du tiroir, le tiroir étant élastiquement sollicité vers l'épaulement, en ce que la chambre primaire communique avec le canal de sortie par au moins un perçage latéral du cylindre, en ce que la chambre secondaire est définie entre un fond du cylindre et le tiroir et communique avec le canal d'entrée par un perçage du tiroir, en ce que la chambre secondaire communique avec le canal de sortie par un To this end, the valve of the invention, moreover conforms to the generic definition given in the preamble above, is essentially characterized in that the piloted rolling module comprises a cylinder in which a sliding drawer defines a chamber primary and a secondary chamber, in that the primary chamber communicates with the inlet channel through a first rolling orifice formed between a radial shoulder of the cylinder and an external surface of the drawer, the drawer being resiliently biased towards the shoulder, in that the primary chamber communicates with the outlet channel by at least one lateral drilling of the cylinder, in that the secondary chamber is defined between a bottom of the cylinder and the drawer and communicates with the inlet channel by a drilling of the drawer, in that the secondary chamber communicates with the outlet channel by a
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perçage axial du cylindre, et en ce que cette valve comprend une pièce mobile et des moyens de déplacement pilotés pour déplacer la pièce mobile par rapport au perçage axial du cylindre, la pièce mobile et le perçage axial du cylindre formant ainsi un second orifice de laminage contrôlé par les moyens de déplacement. axial bore of the cylinder, and in that this valve comprises a movable part and displacement means controlled to move the movable part with respect to the axial bore of the cylinder, the movable part and the axial bore of the cylinder thus forming a second rolling orifice controlled by the means of movement.
Les canaux d'entrée et de sortie sont par exemple coaxiaux, le canal de sortie étant annulaire. The inlet and outlet channels are for example coaxial, the outlet channel being annular.
De préférence, la surface externe du tiroir qui forme le premier orifice de laminage avec l'épaulement radial du cylindre est conique. Preferably, the external surface of the drawer which forms the first rolling orifice with the radial shoulder of the cylinder is conical.
Le tiroir présente par exemple, en regard du fond du cylindre, un évidement délimitant au moins partiellement la chambre secondaire, et dans lequel est logé un ressort précontraint en compression sollicitant le tiroir vers l'épaulement radial du cylindre. The drawer has for example, opposite the bottom of the cylinder, a recess at least partially delimiting the secondary chamber, and in which is housed a prestressed compression spring urging the drawer towards the radial shoulder of the cylinder.
Les moyens de déplacement peuvent comprendre une enceinte incluant une culasse magnétique et traversée par la pièce mobile, une bobine électrique annulaire disposée dans la culasse et commandée sélectivement pour produire un champ magnétique variable, et un matériau à dépendance magnétique disposé dans la bobine, en appui sur la pièce mobile, et présentant un volume variant avec le champ magnétique produit par la bobine. The displacement means can comprise an enclosure including a magnetic yoke and traversed by the moving part, an annular electric coil disposed in the yoke and selectively controlled to produce a variable magnetic field, and a material with magnetic dependence disposed in the coil, in support on the moving part, and having a volume varying with the magnetic field produced by the coil.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le matériau à dépendance magnétique comprend un solide magnétostrictif. In the preferred embodiment of the invention, the magnetic dependent material comprises a magnetostrictive solid.
Le solide magnétostrictif est par exemple noyé dans un milieu déformable et substantiellement incompressible, tel qu'un fluide siliconé, une huile minérale, du caoutchouc, ou un élastomère non poreux. The magnetostrictive solid is, for example, embedded in a deformable and substantially incompressible medium, such as a silicone fluid, mineral oil, rubber, or a non-porous elastomer.
En outre, ce solide magnétostrictif peut être utilisé à l'état de poudre. In addition, this magnetostrictive solid can be used in powder form.
Selon un second de ses aspects, l'invention concerne une application d'un matériau magnétostrictif à la modulation d'une perte de charge subie par un fluide traversant un perçage, cette application étant According to a second of its aspects, the invention relates to an application of a magnetostrictive material to the modulation of a pressure drop undergone by a fluid passing through a bore, this application being
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caractérisée en ce que le matériau magnétostrictif déplace une pièce mobile en regard de ce perçage. characterized in that the magnetostrictive material moves a moving part opposite this bore.
Enfin, cette application peut être mise en oeuvre pour la réalisation d'un amortisseur de véhicule automobile. Finally, this application can be implemented for the production of a motor vehicle shock absorber.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe schématique partielle d'un amortisseur intégrant une valve conforme à une première variante de l'invention ; et - la figure 2 est une vue en coupe schématique partielle d'un amortisseur intégrant une valve conforme à une seconde variante de l'invention. Other characteristics and advantages of the invention will emerge clearly from the description given below, by way of indication and in no way limiting, with reference to the appended drawings, in which: - Figure 1 is a partial schematic sectional view a damper incorporating a valve according to a first variant of the invention; and - Figure 2 is a partial schematic sectional view of a damper incorporating a valve according to a second variant of the invention.
Comme le montrent ces deux figures, la valve de l'invention, qui permet de contrôler le déplacement d'un fluide hydraulique, est notamment utilisable dans un amortisseur A de véhicule automobile. As these two figures show, the valve of the invention, which makes it possible to control the displacement of a hydraulic fluid, is in particular usable in a shock absorber A of a motor vehicle.
Cette valve, qui est alors logée dans l'enveloppe E de l'amortisseur A, comprend un canal 1 d'entrée de fluide, un canal 2 de sortie de fluide, et un module de laminage piloté 3 qui fait plus particulièrement l'objet de l'invention et au travers duquel le canal de sortie 2 est relié au canal d'entrée 1. This valve, which is then housed in the casing E of the damper A, comprises a fluid inlet channel 1, a fluid outlet channel 2, and a piloted rolling module 3 which is more particularly the object of the invention and through which the outlet channel 2 is connected to the inlet channel 1.
Le canal d'entrée 1 est en l'occurrence formé par le volume interne d'un premier tube intérieur T1 de l'amortisseur A. The inlet channel 1 is in this case formed by the internal volume of a first inner tube T1 of the damper A.
Une première partie du canal de sortie 2 est formée entre le module de laminage 3 et l'enveloppe E de l'amortisseur, une seconde partie de ce canal de sortie 2 étant formée entre le premier tube intérieur T1 et un second tube intérieur T2, et les deux parties du canal de sortie 2 communiquant l'une avec l'autre à travers un clapet anti-retour K. A first part of the outlet channel 2 is formed between the rolling module 3 and the envelope E of the damper, a second part of this outlet channel 2 being formed between the first inner tube T1 and a second inner tube T2, and the two parts of the outlet channel 2 communicating with each other through a non-return valve K.
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Le canal de sortie 2 est ainsi annulaire et coaxial au canal d'entrée 1. The outlet channel 2 is thus annular and coaxial with the inlet channel 1.
Lors du déplacement d'un piston (non représenté) de l'amortisseur, le canal d'entrée 1 est le siège d'un écoulement de fluide hydraulique de débit Q, qui traverse le module de laminage 3 et est recyclé par le canal de sortie 2. When a piston (not shown) of the shock absorber is displaced, the inlet channel 1 is the seat of a flow of hydraulic fluid of flow rate Q, which passes through the rolling module 3 and is recycled through the channel of exit 2.
Selon l'invention, le module de laminage piloté 3 comprend un cylindre 4 dans lequel un tiroir 5 coulissant définit une chambre primaire 61 et une chambre secondaire 62. According to the invention, the piloted rolling module 3 comprises a cylinder 4 in which a sliding drawer 5 defines a primary chamber 61 and a secondary chamber 62.
Le cylindre 4 se raccorde au canal d'entrée 1 par un épaulement radial 41, vers lequel le tiroir est sollicité élastiquement, par exemple au moyen d'un ressort 53, précontraint en compression et logé dans un évidement 50 formé dans le tiroir 5 en regard du fond 40 du cylindre 4. The cylinder 4 is connected to the inlet channel 1 by a radial shoulder 41, towards which the drawer is elastically stressed, for example by means of a spring 53, prestressed in compression and housed in a recess 50 formed in the drawer 5 in look at the bottom 40 of the cylinder 4.
La chambre primaire 61, qui est de préférence définie entre l'épaulement 41 du cylindre 4 et une surface externe conique 51 du tiroir 5, communique avec le canal d'entrée 1 par un orifice de laminage 71, formé entre cet épaulement 41 et cette surface externe 51. The primary chamber 61, which is preferably defined between the shoulder 41 of the cylinder 4 and a conical external surface 51 of the drawer 5, communicates with the inlet channel 1 through a rolling orifice 71, formed between this shoulder 41 and this external surface 51.
Par ailleurs, la chambre primaire 61 communique avec le canal de sortie 2 par un ou plusieurs perçages latéraux 42 du cylindre 4. Furthermore, the primary chamber 61 communicates with the outlet channel 2 by one or more lateral bores 42 of the cylinder 4.
La chambre secondaire 62, définie entre le fond 40 du cylindre 4 et le tiroir 5, inclut le volume que représente l'évidement 50. The secondary chamber 62, defined between the bottom 40 of the cylinder 4 and the drawer 5, includes the volume represented by the recess 50.
Cette chambre secondaire 62 communique d'une part avec le canal d'entrée 1 à travers un perçage 52 du tiroir 5, et d'autre part avec le canal de sortie 2 à travers un perçage axial 43 du cylindre 4. This secondary chamber 62 communicates on the one hand with the inlet channel 1 through a bore 52 of the slide 5, and on the other hand with the outlet channel 2 through an axial bore 43 of the cylinder 4.
Ce perçage axial 43 coopère avec une pièce mobile 8, qui l'obture de façon contrôlable, pour former un second orifice de laminage 72 qui introduit une perte de charge modulée par des organes de déplacement 9 agissant sur la pièce mobile 8. This axial bore 43 cooperates with a movable part 8, which closes it in a controllable manner, to form a second rolling orifice 72 which introduces a pressure drop modulated by displacement members 9 acting on the movable part 8.
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Le débit Q de fluide qui circule du canal d'entrée 1 vers le canal de sortie 2 se divise ainsi en un flux de débit Q1 qui traverse l'orifice de laminage 71, la chambre primaire 61, et les perçages latéraux 42, et un flux de débit Q2 qui traverse le perçage 52 du tiroir 5, la chambre secondaire 62, et l'orifice de laminage 72, le flux de débit Q2 étant modulé par contrôle de l'orifice de laminage 72. The flow Q of fluid flowing from the inlet channel 1 to the outlet channel 2 is thus divided into a flow flow Q1 which passes through the rolling orifice 71, the primary chamber 61, and the lateral bores 42, and a flow flow Q2 which passes through the bore 52 of the slide 5, the secondary chamber 62, and the rolling orifice 72, the flow flow Q2 being modulated by controlling the rolling orifice 72.
Pour ce faire, les organes de déplacement 9 comprennent essentiellement une enceinte 90 incluant une culasse magnétique 91, une bobine électrique 92, et un matériau 93 à dépendance magnétique. To do this, the displacement members 9 essentially comprise an enclosure 90 including a magnetic yoke 91, an electric coil 92, and a material 93 with magnetic dependence.
Comme le montrent les deux figures, l'enceinte 90, qui est par ailleurs étanche, présente un orifice 900 tourné vers le perçage axial 43 et traversé par la pièce mobile 8. As the two figures show, the enclosure 90, which is also leaktight, has an orifice 900 facing the axial bore 43 and traversed by the movable part 8.
La culasse 91 forme la partie inférieure de l'enceinte 90, c'est-à-dire la partie de cette enceinte qui est distante de l'orifice 900. The cylinder head 91 forms the lower part of the enclosure 90, that is to say the part of this enclosure which is distant from the orifice 900.
La bobine électrique 92, de forme annulaire, est disposée dans la culasse 91 et alimentée à volonté par deux fils 920 pour produire un champ magnétique réglable. The electric coil 92, of annular shape, is placed in the yoke 91 and fed at will by two wires 920 to produce an adjustable magnetic field.
Enfin, un matériau 93, présentant un volume variant avec le champ magnétique produit par la bobine annulaire 92, est disposé dans cette bobine et en appui sur la pièce mobile 8. Finally, a material 93, having a volume varying with the magnetic field produced by the annular coil 92, is placed in this coil and bears on the moving part 8.
Dans ces conditions, une variation du courant électrique injecté dans la bobine 92 par les fils 920 provoque une variation du volume du matériau à dépendance magnétique 93, donc un micro-déplacement de la pièce mobile 8 et, corrélativement, une variation de la perte de charge que l'orifice de laminage 72 impose au fluide qui traverse la chambre secondaire 62. Under these conditions, a variation in the electric current injected into the coil 92 by the wires 920 causes a variation in the volume of the material with magnetic dependence 93, therefore a micro-displacement of the moving part 8 and, correspondingly, a variation in the loss of load that the rolling orifice 72 imposes on the fluid which passes through the secondary chamber 62.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le matériau à dépendance magnétique 93 comprend un solide magnétostrictif, ou est essentiellement constitué d'un tel solide. In the preferred embodiment of the invention, the material with magnetic dependence 93 comprises a magnetostrictive solid, or essentially consists of such a solid.
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Ce solide magnétostrictif peut se présenter sous la forme d'une poudre, et par exemple être constitué par la poudre magnétostrictive disponible dans le commerce sous la dénomination de"Terfenol-D". This magnetostrictive solid can be in the form of a powder, and for example be constituted by the magnetostrictive powder commercially available under the name of "Terfenol-D".
Par ailleurs, ce solide magnétostrictif, à l'état de poudre ou non, peut être noyé dans un milieu déformable et substantiellement incompressible. Furthermore, this magnetostrictive solid, in the powder state or not, can be embedded in a deformable and substantially incompressible medium.
La figure 1 représente ainsi une variante d'exécution de l'invention dans laquelle le solide magnétostrictif, à l'état de poudre, est noyé dans un liquide tel qu'un fluide siliconé ou une huile minérale. FIG. 1 thus represents an alternative embodiment of the invention in which the magnetostrictive solid, in the powder state, is embedded in a liquid such as a silicone fluid or a mineral oil.
La figure 2 représente une variante d'exécution de l'invention dans laquelle le solide magnétostrictif, à l'état de poudre, est noyé dans un solide déformable et substantiellement incompressible tel que du caoutchouc ou un élastomère non poreux. FIG. 2 represents an alternative embodiment of the invention in which the magnetostrictive solid, in the powder state, is embedded in a deformable and substantially incompressible solid such as rubber or a non-porous elastomer.
Comme le débit de fluide hydraulique à travers l'orifice de laminage annulaire 71 dépend non seulement de la viscosité de ce fluide, de la charge du ressort 53, de la section du canal d'entrée 1, et de la section du perçage 52 du tiroir 5, mais aussi du débit de fluide hydraulique à travers l'orifice de laminage annulaire 72 contrôlé par le champ magnétique de la bobine 92, un très faible mouvement de la pièce mobile 8 permet de faire varier le débit total Q dans des proportions très importantes. As the flow rate of hydraulic fluid through the annular rolling orifice 71 depends not only on the viscosity of this fluid, on the load of the spring 53, on the section of the inlet channel 1, and on the section of the bore 52 of the slide 5, but also of the hydraulic fluid flow through the annular rolling orifice 72 controlled by the magnetic field of the coil 92, a very slight movement of the moving part 8 makes it possible to vary the total flow Q in very large proportions important.
En pratique, un déplacement maximum de la pièce mobile 8 de l'ordre du dixième de millimètre est ainsi suffisant pour permettre la réalisation d'un amortisseur présentant une dynamique d'effort très large. In practice, a maximum displacement of the moving part 8 of the order of a tenth of a millimeter is thus sufficient to allow the production of a shock absorber having a very wide force dynamic.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20100226 |