FR2826420A1 - Valve utilisant un materiau magnetostrictif, et application - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une valve de contrôle de déplacement de fluide hydraulique, notamment utilisable dans un amortisseur (A) de véhicule automobile, comprenant un canal (1) d'entrée de fluide, un canal (2) de sortie de fluide, et un module de laminage (3) piloté électriquement et interposé entre le canal d'entrée et le canal de sortie.Selon l'invention, le module de laminage (3) comprend un cylindre (4) dans lequel sont définis, au moyen d'un tiroir coulissant (5) et d'une pièce mobile (8), deux orifices de laminage (71, 72) dont le premier (71) dépend du second (72), et la pièce mobile (8), qui contrôle le second orifice de laminage (72), est déplacée par un matériau magnétostrictif (93) soumis au champ magnétique réglable produit par une bobine (92).
Description
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La présente invention concerne, de façon générale, le domaine technique de l'hydraulique.
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.
Une valve de ce type est par exemple décrite dans la demande de brevet 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.
Le but de la présente invention, qui s'inscrit totalement dans ce contexte général, est de proposer une valve répondant à ce besoin.
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
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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.
Les canaux d'entrée et de sortie sont par exemple coaxiaux, le canal de sortie étant annulaire.
De préférence, la surface externe du tiroir qui forme le premier orifice de laminage avec l'épaulement radial du cylindre est conique.
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.
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.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le matériau à dépendance magnétique comprend un solide magnétostrictif.
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.
En outre, ce solide magnétostrictif peut être utilisé à l'état de poudre.
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
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caractérisée en ce que le matériau magnétostrictif déplace une pièce mobile en regard de ce perçage.
Enfin, cette application peut être mise en oeuvre pour la réalisation d'un amortisseur de véhicule automobile.
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.
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.
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.
Le canal d'entrée 1 est en l'occurrence formé par le volume interne d'un premier tube intérieur T1 de l'amortisseur 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.
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Le canal de sortie 2 est ainsi annulaire et coaxial au canal d'entrée 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.
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.
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.
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.
Par ailleurs, la chambre primaire 61 communique avec le canal de sortie 2 par un ou plusieurs perçages latéraux 42 du cylindre 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.
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.
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.
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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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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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".
Par ailleurs, ce solide magnétostrictif, à l'état de poudre ou non, peut être noyé dans un milieu déformable et substantiellement incompressible.
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.
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.
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.
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.
Claims (10)
1. Valve de contrôle de déplacement de fluide hydraulique, notamment utilisable dans un amortisseur (A) de véhicule automobile, cette valve comprenant un canal (1) d'entrée de fluide, un canal (2) de sortie de fluide, et un module de laminage piloté (3), interposé entre le canal d'entrée et le canal de sortie, caractérisée en ce que 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), en ce que la chambre primaire (61) communique avec le canal d'entrée (1) par un premier orifice de laminage (71) formé entre un épaulement radial (41) du cylindre (4) et une surface externe (51) du tiroir (5), le tiroir étant élastiquement sollicité vers l'épaulement (41), en ce que la chambre primaire (61) communique avec le canal de sortie (2) par au moins un perçage latéral (42) du cylindre (4), en ce que la chambre secondaire (62) est définie entre un fond (40) du cylindre (4) et le tiroir (5) et communique avec le canal d'entrée (1) par un perçage (52) du tiroir (5), en ce que la chambre secondaire (62) communique avec le canal de sortie (2) par un perçage axial (43) du cylindre (4), et en ce que cette valve comprend une pièce mobile (8) et des moyens de déplacement (9) pilotés pour déplacer la pièce mobile (8) par rapport au perçage axial (43) du cylindre (4), la pièce mobile (8) et le perçage axial (43) du cylindre (4) formant ainsi un second orifice de laminage (72) contrôlé par les moyens de déplacement (9).
2. Valve de contrôle suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les canaux d'entrée et de sortie (1,2) sont coaxiaux, le canal de sortie (2) étant annulaire.
3. Valve de contrôle suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la surface externe (51) du
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tiroir (5) qui forme le premier orifice de laminage (71) avec l'épaulement radial (41) du cylindre (4) est conique.
4. Valve de contrôle suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tiroir (5) présente, en regard du fond (40) du cylindre (4), un évidement (50) délimitant au moins partiellement la chambre secondaire (62), et dans lequel est logé un ressort (53) précontraint en compression sollicitant le tiroir (5) vers l'épaulement radial (41) du cylindre (4).
5. Valve de contrôle suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de déplacement (9) comprennent une enceinte (90) incluant une culasse magnétique (91) et traversée par la pièce mobile (8), une bobine électrique annulaire (92) disposée dans la culasse (91) et commandée sélectivement pour produire un champ magnétique variable, et un matériau (93) à dépendance magnétique disposé dans la bobine (92), en appui sur la pièce mobile (8), et présentant un volume variant avec le champ magnétique produit par la bobine (92).
6. Valve de contrôle suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le matériau (93) à dépendance magnétique comprend un solide magnétostrictif.
7. Valve de contrôle suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le solide magnétostrictif est noyé dans un milieu déformable et substantiellement incompressible, tel qu'un fluide siliconé, une huile minérale, du caoutchouc, ou un élastomère non poreux.
8. Valve de contrôle suivant la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que le solide magnétostrictif est à l'état de poudre.
9. Application d'un matériau magnétostrictif à la modulation d'une perte de charge subie par un fluide traversant un perçage, dans laquelle le matériau magnétostrictif déplace une pièce mobile en regard de ce perçage.
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10. Application suivant la revendication 9 à la réalisation d'un amortisseur de véhicule automobile.
Priority Applications (1)
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| FR0108416A FR2826420B1 (fr) | 2001-06-26 | 2001-06-26 | Valve utilisant un materiau magnetostrictif, et application |
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Publications (2)
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| FR (1) | FR2826420B1 (fr) |
Citations (4)
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| EP1072832A2 (fr) * | 1999-07-29 | 2001-01-31 | Bürkert Werke GmbH & Co. | Arrangement de soupape |
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-
2001
- 2001-06-26 FR FR0108416A patent/FR2826420B1/fr not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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