EP4042001A1 - Compact piston valve - Google Patents

Compact piston valve

Info

Publication number
EP4042001A1
EP4042001A1 EP20861963.5A EP20861963A EP4042001A1 EP 4042001 A1 EP4042001 A1 EP 4042001A1 EP 20861963 A EP20861963 A EP 20861963A EP 4042001 A1 EP4042001 A1 EP 4042001A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
casing
piston valve
piston
valve according
outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20861963.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stéphane Pascal Perotto
Julien SIXT
Benoît Chenevard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bontaz Centre R&D SAS
Original Assignee
Bontaz Centre R&D SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bontaz Centre R&D SAS filed Critical Bontaz Centre R&D SAS
Publication of EP4042001A1 publication Critical patent/EP4042001A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/06Arrangements for cooling pistons
    • F01P3/10Cooling by flow of coolant through pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/06Arrangements for cooling pistons
    • F01P3/08Cooling of piston exterior only, e.g. by jets
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00Check valves
    • F16K15/02Check valves with guided rigid valve members
    • F16K15/025Check valves with guided rigid valve members the valve being loaded by a spring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00Check valves
    • F16K15/02Check valves with guided rigid valve members
    • F16K15/06Check valves with guided rigid valve members with guided stems
    • F16K15/063Check valves with guided rigid valve members with guided stems the valve being loaded by a spring

Definitions

  • the present invention relates to a piston valve for controlling the circulation of a pressurized fluid, in particular in the automotive field.
  • piston cooling jets for an internal combustion engine are used to project a cooling fluid such as oil against the piston base, that is to say against the piston face outside of the piston.
  • a cooling fluid such as oil against the piston base, that is to say against the piston face outside of the piston.
  • the explosion chamber or in a piston gallery specially designed for this purpose.
  • a nozzle comprises a body in which is mounted a valve, and at least one tube fixed to the body for directing the coolant.
  • the nozzle may be of the screw-valve type, i.e. it comprises a screw provided with a bore in which the valve is mounted, the screw being screwed directly into the engine block.
  • a sub-assembly carrying the tube or tubes is held between the head of the screw and the engine block.
  • the nozzle comprises a fixing plate which is fixed to the engine block by means of an attached screw.
  • the valve controls the circulation of pressurized coolant to the piston.
  • the valve opens and allows fluid to pass through the valve, which is projected to the piston via the tube (s).
  • Piston valves generally exhibit better responsiveness than ball valves.
  • a piston valve comprises a body provided with a bore opening at the level of a first longitudinal end of the body and the second end of which longitudinal is closed, one or more lateral openings opening into the bore forming one or more oil outlet orifices.
  • the emerging end of the bore is connected to a source of pressurized fluid and the side opening (s) are oriented towards the zone towards which it is desired to bring the fluid.
  • a shutter of cylindrical shape of revolution, designated piston is mounted in the bore and is movable between a rest position in which it prevents the flow of fluid from the bore and the outlet (s) and an open position. complete, in which traffic is permitted.
  • the piston is returned to the rest position by a spring mounted in compression between the second closed end of the body and the piston.
  • the nozzle comprising such a piston valve has a length beyond the relatively large oil outlet or ports to allow clearance of the piston from the valve seat and from the outlet or from the outlet ports, when opening the valve, which increases its size in the engine.
  • a piston valve comprising a body, a valve seat, a piston-shaped shutter and a return spring.
  • the body comprises an outer body, forming a casing, provided with at least one outlet for the pressurized fluid, and an inner body forming a jacket which is attached to the casing.
  • the liner carries the valve seat and provides translational guidance of the shutter in the body.
  • the liner has at least one window configured to guide fluid from the valve seat to the outlet port. Thanks to the implementation of this sleeve, it is possible to have the valve seat in an axial position very upstream with respect to the oil outlet orifice, which allows the piston to be released at least partly upstream of the outlet.
  • the body of the nozzle comprises, on the side of the outlet for the pressurized fluid, a bottom in one piece with the casing, and all the components of the nozzle, ie at least the shutter and the jacket, are introduced into the casing through an open end thereof opposite the bottom, and through which the pressurized fluid is delivered to the nozzle. This simplifies the nozzle and makes it more reliable.
  • the outer body is manufactured by cold heading and then re-machining, which makes it possible to reduce the quantity of material required and to increase the production rate, and the liner is made of plastic material directly by molding by injection. The cost of manufacturing the valve is therefore reduced.
  • the mass of the valve can be reduced compared to the piston valve of the state of the art.
  • a piston valve comprising a composite body in which the functions are distributed between an outer part and an inner part.
  • the outer part ensures the function of fixing to the fluid circuit and the circulation of the fluid towards the outside of the valve
  • the internal part ensures the function of valve seat, guide for the obturator and forms at least one fluidic channel for the valve. fluid from the valve seat to the valve outlet.
  • the present invention therefore relates to a piston valve for a hydraulic or pneumatic circuit
  • a piston valve for a hydraulic or pneumatic circuit comprising a hollow body with a longitudinal axis, a first longitudinal end of which is closed off by a bottom and a second longitudinal end is intended to be connected to a source of fluid under pressure, comprising at least one fluid outlet orifice, a valve seat between the second longitudinal end of the body and the outlet orifice, a shutter having a cylindrical shape of revolution, cooperating with the valve seat, and a valve spring return of the shutter to rest against the valve seat.
  • the body comprises an envelope forming at least partially the exterior of the body and an interior element forming at least partially the interior of the body and mounted in the envelope in sealed contact with the envelope.
  • the casing comprises the at least one outlet orifice and a vent
  • G interior element comprises a bore, the interior face of which comprises a first part on the side of the second longitudinal end of the body and a second part of the body. side of the outlet port, the first part and the second part joining at the valve seat.
  • the second part ensures the guiding in translation of the shutter along the longitudinal axis and comprises at least one window extending axially so as to provide a channel for the fluid between the casing and the shutter allowing the fluid to flow. flow from the first part to the outlet when the plug is released from the valve seat.
  • the interior element is made of plastic material.
  • the body has a first sealed contact between a first longitudinal end of the inner member and the bottom of the casing, and a sealed contact between a second longitudinal end of the inner member and a second longitudinal end of the shell. envelope located at the second longitudinal end of the body.
  • the first sealed contact is obtained by a cone on cone contact.
  • the first contact is a plane support orthogonal to the longitudinal axis.
  • the first longitudinal end of the inner element may include at least one annular bead in contact with the bottom of the casing.
  • the second contact may be a plane contact contact normal to the longitudinal axis.
  • the spring is a coil spring
  • the shutter may include a hollow body closed at one end intended to come into contact with the valve seat.
  • a longitudinal end of the spring is mounted in the shutter.
  • the bottom has a recess housing another longitudinal end of the spring.
  • each window has a zone facing an outlet orifice.
  • the piston valve may have n outlet ports and n windows, n being greater than or equal to 1.
  • the n outlet ports may be bores and each window may have a cross section close to or equal to the diameter of an orifice of exit.
  • the piston valve comprises means of angular orientation between the casing and the interior element, so that a zone of a window faces an outlet orifice.
  • the orientation means may include shapes on the envelope and the interior element cooperating so as to impose a given angular position to the interior element with respect to the envelope.
  • the inner element can be held in the casing by crimping.
  • a subject of the present invention is also a pressurized fluid circuit comprising a source of pressurized fluid and at least one piston valve according to the invention connected by its first end to the source of fluid.
  • the circuit forms for example a hydraulic circuit of an internal combustion engine.
  • the present invention also relates to a nozzle for cooling the piston of an internal combustion engine comprising at least one piston valve according to the invention and at least one tube intended to guide the fluid from the outlet orifice towards the piston.
  • the casing may have an external thread for mounting in an engine block.
  • the present invention also relates to a method of manufacturing a piston valve according to the invention, comprising:
  • the envelope is for example produced by cold heading and recovery by machining
  • the interior element is advantageously made by thermoplastic injection molding.
  • the immobilization of the interior element in the casing can be achieved by crimping.
  • the inner element is placed under axial stress in the casing.
  • FIG. 1 is an exploded view of a piston valve according to an exemplary embodiment
  • Figure 2A is a longitudinal sectional view of the valve of Figure 1 according to a first sectional plane, the valve being in a closed state
  • FIG. 2B represents the view of FIG. 2A, the valve being in an open state
  • FIG. 3 is a view in longitudinal section of the valve of FIG. 1 according to a second section plane orthogonal to the first section plane, the valve being in an open state,
  • Figure 4 is a perspective view of the inner element of Figure 1 shown on its own
  • FIG. 5 is a view in longitudinal section of a piston valve according to another exemplary embodiment, the valve being in a closed state
  • Figure 6 shows the piston valve of Figure 5 in an open state
  • Figure 7 is a detail view of Figure 6,
  • FIG. 8 is a perspective view of the interior element of FIG. 5 shown on its own
  • FIG. 9 is a view in longitudinal section of a piston valve according to another exemplary embodiment, the valve being in a closed state
  • Figure 10 shows the piston valve of Figure 9 in an open state
  • Figure 11 is a detail view of Figure 10
  • FIG. 12 is a perspective view of the interior element of FIG. 9 shown on its own,
  • FIG. 13 is a view in longitudinal section of a piston valve according to another exemplary embodiment, the valve being in a closed state
  • Figure 14 shows the piston valve of Figure 13 in an open state
  • Figure 15 is a detail view of Figure 14,
  • Figure 16 is a perspective view of the inner element of Figure 13 shown alone,
  • FIG. 17 is a view in longitudinal section of a piston valve according to another exemplary embodiment, the valve being in a closed state
  • Figure 18 shows the piston valve of Figure 17 in an open state
  • Figure 19 is a detail view of Figure 18,
  • Figure 20 is a perspective view of part of the inner member of Figure 18,
  • Figures 21A and 21B are perspective views of another part of the inner member of Figure 18,
  • FIG. 22A is a perspective view of an example of a nozzle comprising a piston valve according to the invention.
  • FIG. 22B is a view in longitudinal section of the nozzle of FIG.
  • FIG. 23A is a perspective view of an example of a nozzle comprising a piston valve according to the invention.
  • Figure 23B is a longitudinal sectional view of the nozzle of Figure
  • FIG. 24A is a perspective view of an example of a nozzle comprising a piston valve according to the invention.
  • Figure 24B is a longitudinal sectional view of the nozzle of Figure
  • the invention will be described more particularly in an application to the piston cooling of an internal combustion engine of a motor vehicle. by spraying coolant. It will be understood that the invention applies to any hydraulic circuit, and also to any pneumatic circuit in the automotive field and in other fields using fluids under pressure.
  • the invention relates to a piston valve, also referred to as a distributor, intended in particular to equip jets, for example jets of the screw-valve type, more particularly used in the field of internal combustion engine piston cooling.
  • a piston valve C1 comprising a body 2.
  • the body may have an external thread then forming a screw, allowing it to be mounted directly in the device to be fitted, for example in the block. internal combustion engine engine.
  • the valve also comprises a shutter 4 cooperating with a valve seat, a return spring 5 mounted between the shutter 4 and the body 2 pushing the shutter towards the valve seat.
  • the shutter 4 has a cylindrical shape of revolution and may be designated as a piston. It comprises at least one longitudinal end intended to cooperate in a sealed manner with the valve seat, and a side wall ensuring, during the sliding of the piston, a seal between the piston and the inner wall of the body 2.
  • the body 2 has a substantially tubular shape of revolution with a longitudinal axis X, comprising a first longitudinal end 2.1 and a second longitudinal end 2.2.
  • the body 2 comprises an outer body 3 or envelope and an inner body 6 designated in the remainder of the description "inner element”.
  • the casing 3 has a bore 8 opening out at the level of the second longitudinal end 2.2 of the casing.
  • the other longitudinal end of the casing is closed by a bottom 7.
  • a vent 9 is formed in the bottom of the casing to allow the circulation of air when the shutter 4 moves.
  • the first end 8.1 of the bore 8 is oriented towards the bottom side of the casing 3 and the second end 8.2 of the bore is oriented towards the side of the open end of the casing 3.
  • the bottom 7 is made of 'one piece with the envelope.
  • the second end 8.2 of the bore 8 is intended to be connected to a source of pressurized fluid.
  • the fluid flows from the second end 8.2 to the first end 8.1.
  • the casing 3 has at least one fluid outlet opening 10 passing through the side wall of the casing. In the example shown, two diametrically opposed outlet ports 10 are formed. The orifice or orifices open out into the bore 8.
  • the casing is preferably made of a metallic material, advantageously by cold heading followed by resumption of machining to produce the bore 8 and the outlet orifices 10. It will be understood that the envelope may have more than two outlet openings distributed around the circumference of the envelope.
  • the inner element 6 is intended to form a longitudinal guiding surface for the piston as well as a valve seat.
  • the interior element 6 has a tubular shape substantially of revolution about an axis XI which is intended to be coaxial with the axis X when the interior element 6 is mounted in the casing 3.
  • the interior element 6 comprises a first longitudinal end 6.1 and a second longitudinal end 6.2.
  • the first longitudinal end 6.1 is intended to be inserted first into the bore 8 of the casing 3 so as to be facing the bottom of the casing 3.
  • the second longitudinal end 6.2 is disposed on the side of the open end. of the envelope 3.
  • the inner element comprising, at its second longitudinal end 6.2, a shoulder 11 intended to come into contact with an annular bearing 13 located at the second end of the bore 8.
  • the annular bearing surface 13 is for example produced by countersinking. The contact between the shoulder 11 and the annular surface 13 is such that it is fluid tight.
  • the shoulder 11 and the annular bearing form a cone on cone bearing.
  • the element The interior does not have a shoulder 11 and the sealed contact between the interior element and the bore takes place at the level of the end 6.2.
  • the inner element 6 is guided in the bore 8.
  • the guidance can be provided by the ring bearing the shoulder 11 in cooperation with the portion of the bore comprising the annular bearing surface 13, and / or by the ring. cooperation of the outer surface of the inner element 6 and the portion of the bore 8 upstream of the windows considering the section of Figure 3, or even by the cooperation of the entire outer surface of the inner element 6 and the 'bore 8.
  • the interior element 6 also comprises a bore 12 of axis XI and opening at the two longitudinal ends of the interior element 6.
  • the bore 12 comprises a portion of smaller diameter 12.1 and a portion of larger diameter 12.2 connected by an annular bearing surface forming a valve seat 14 for the shutter 4.
  • the outer diameter of the shutter 4 is such that it can slide longitudinally in the portion of larger diameter 12.2 while being guided by the portion of larger diameter 12.2.
  • the interior element also comprises at least one side window 16, two windows in the example shown, opening into the portion of larger diameter 12.2 of the bore 12, i.e. downstream of the valve seat.
  • the windows 16 are diametrically opposed and are positioned so that, when the interior element 6 is mounted in the casing 3, part of a window 16 is opposite an outlet orifice 10.
  • the windows 16 have a first longitudinal end 16.1 on the side of the first end 6.1 of the inner member 6, and a second longitudinal end 16.2 on the one side of the valve seat 14.
  • each window 16 defines, between the surface of the bore 8 and the outer lateral surface of the shutter, a longitudinal channel which makes it possible to guide the pressurized fluid from the portion of smaller diameter 12.1 of the bore 12 at one hole outlet 10 via a passage between the casing 3 and the side wall of the shutter 4.
  • the implementation of the internal element 6 therefore makes it possible to increase the axial distance between the valve seat 14 and the orifice (s) outlet 10.
  • the length of the casing 3, in particular its axial extension downstream of the outlet ports 10 can be reduced while not modifying the position of the outlet ports. This reduction in length very advantageously makes it possible to reduce the bulk in the motor.
  • the transverse dimension of the windows is equal to the diameter of the outlet orifices 10, so as to maximize the flow of fluid through the valve and to reduce the pressure losses.
  • the windows 16 being relatively narrow, there is enough material left for guiding the shutter 4.
  • the interior element 6 has as many windows 16 as the casing 3 has outlet orifices 10.
  • the windows 16 are rectangular in shape but other shapes can be envisaged, for example a trapezoidal shape.
  • the valve comprises orientation means 18 for angularly orienting the inner element 6 with respect to the casing 3 around the longitudinal axis X so that, during assembly, each window 16 is directly opposite d 'an outlet orifice 10, making it possible to optimize the flow rate through the valve.
  • the orientation means are formed both in the casing and in the interior element.
  • the inner surface of the bore 8 comprises at its second end 8.2 two grooves 20 extending longitudinally over part of the surface.
  • the inner element 6 comprises on its outer surface at its second longitudinal end 6.2 two ribs 22 extending longitudinally over a part of the length of the inner element and dimensioned to penetrate into the grooves 20.
  • the ribs 22 are arranged. one with respect to the other in a manner corresponding to the relative arrangement of the two grooves 20.
  • each rib 22 is aligned with a window 16, but this arrangement is not limiting, it is possible to envisage ribs offset angularly with respect to the windows, for example by an angle of 90 °.
  • the implementation of one groove and one rib or more than two grooves and two ribs does not depart from the scope of the present invention.
  • the rib (s) are carried by the casing and the groove (s) are carried by the interior element.
  • the windows 16 are not oriented with respect to the outlet orifices and an annular channel in which the windows and the outlet orifices open out ensures the flow of the liquid from the interior of the interior element towards the orifice of. outlet regardless of the orientation of the windows in relation to the outlet orifice.
  • the channel can be produced, for example, by making a bore portion 8 of larger diameter at the level of the outlet orifices 10 and / or a section of the internal element 6 at the level of the windows 16 of reduced diameter.
  • the first end 6.1 of the inner element 6 is such that its contact with the first end 8.1 of the bore 8 is substantially fluid-tight. Thus the outlet orifices 10 and the vent 9 are sealed from each other.
  • the first ends 6.1 and 8.1 are shaped to achieve a cone on cone contact, ensuring a tight tight assembly.
  • a tight fitting of two cylindrical surfaces does not depart from the scope of the present invention.
  • the return spring 5 is mounted in reaction between the shutter and the bottom of the bore 8 so as to bring the shutter back to bear against the valve seat 14.
  • the spring is a helical spring.
  • the shutter 4 comprises a hollow body closed at a longitudinal end by a bottom 24 intended to cooperate with the valve seat, the spring 5 is mounted in the hollow body.
  • the outside diameter of the spring 5 is smaller than the inside diameter of the hollow body.
  • the bottom of the bore 8 also comprises a recess 26, the inside diameter of which corresponds to the outside diameter of the spring 5 and forms a housing for the other end of the spring 5.
  • the bottom of the bore 8 surrounding the recess advantageously forms an axial stop for the valve, and preventing the spring from being compressed in a state where the turns are contiguous.
  • the vent 9 preferably opens into the bottom of the recess 26.
  • the first end 12.3 of the bore 12 has a bearing surface that is clear with respect to the outer diameter of the shutter which extends, making it possible to ensure free sliding of the shutter in the interior element despite the mounting. tightness of the interior element in the casing.
  • the inner element 6 is immobilized longitudinally in the casing 3, so that its first longitudinal end 6.1 is in close contact with the first end 8.1 of the bore 8 of the casing, and the shoulder 11 is in abutment against the annular bearing surface 13.
  • the immobilization is carried out by crimping.
  • the casing comprises at its open end an annular projection 28 bordering the second end 8.2 of the bore 8 located upstream of the annular bearing surface 13, and which is intended to be folded over the inner element for the 'immobilize axially (in the figures the projection 28 is not folded down).
  • the crimping is such that it places the inner element 6 under axial stress to ensure tight contact between the conical surfaces of the casing and of the interior element, and between the shoulder 11 and the annular surface 13.
  • the axial stress is applied between the end 6.1 of the inner element and the first end 8.1 of the bore 8.
  • the inner element 6 is advantageously made of plastic material, preferably of thermoplastic material, preferably by molding, of preferably by injection molding.
  • the part obtained directly by injection molding can be directly mounted in the casing 3.
  • the material of the interior element is chosen from PA6.6 (polyamide 66), PPA (Polyphthalamide), poly (phenylene sulfide) or PPS, PEEK (polyetheretherketone).
  • PA6.6 polyamide 66
  • PPA Polyphthalamide
  • poly poly (phenylene sulfide) or PPS
  • PEEK polyetheretherketone
  • an additive improving the slip for example PTFE (polytetrafluoroethylene) or graphite, can be added.
  • the interior element 6 can be made of plastic material because it is not subjected to shocks or clamping forces liable to damage it.
  • the materials used to make the casing 3, the inner element 6 and the shutter 4 are chosen according to the specifications in terms of torque resistance, temperature, chemical resistance to the fluid circulating in the valve, in terms coefficient of friction, in particular between the shutter and the interior element, to prevent premature wear and the detachment of particles.
  • the casing can for example be made of hardened impact steel or not and the shutter can be made of steel, aluminum or plastic.
  • the longitudinal guide of the shutter is obtained by the interior element
  • the envelope is produced by cold heading. Then the part is taken up by machining in particular to produce the bore 8 and the outlet orifices 10.
  • the interior element is made by injection molding.
  • the shutter is for example produced by cold heading, by plastic injection or by machining.
  • the shutter is housed in the portion of larger small diameter 12.2 of the bore 12 of the inner member 6 and the spring is introduced into the shutter through a longitudinal end.
  • the assembly thus formed is then introduced into the bore 8 by introducing the first end 6.1 of the internal element 6 into the bore 8.
  • the first end 6.1 bears conically against the conical surface of the bottom of bore 8.
  • Crimping then takes place. This consists in deforming the annular projection 28 towards the interior element so as to maintain the conical support between the end 6.1 and the end 8.1 of the bore 8.
  • the inner element 6 and the body 2 can be assembled by crimping at the end, ie by means of a punch which tears material in the bore 8 to hold the element 6, or by means of a punch. claw washer.
  • FIGS. 22A, 23 and 24B one can see various examples of a nozzle comprising a piston valve according to the invention.
  • the bore 54 opens out facing at least one outlet opening 10.
  • the body is intended to be held by clamping between the head 55 of the screw and the engine block (not shown).
  • the body 52 comprises means cooperating with means of the engine block to ensure the orientation of the tube.
  • the body has a planar face 52.1 cooperating with a milling or counterbore made on the engine block.
  • the nozzle G2 is also of the screw-valve type comprises a piston valve C1 provided with an external bore 57 forming a screw, a body 58 in the form of a ring, a tube T2 mounted in a bore 60 of the body 58.
  • the bore 60 opens out opposite at least one outlet opening 10.
  • the body 58 is intended to be held by clamping between the head 59 of the screw and the engine block (not shown).
  • the nozzle also has a mounting plate 62 and a pin 64 for orienting the nozzle. The pin is intended to enter a hole formed in the engine block.
  • the nozzle G3 comprises a piston valve of the monobloc type, the casing 3 'of which forms the body provided with a bore 66 extending forming the outlet orifice 10 and a tube T3 mounted in a bore 66.
  • the nozzle also has a mounting plate 68.
  • a lumen 70 is formed in the mounting plate 68 for receiving a screw for fixing to the engine block.
  • the nozzle is for example formed by a mechanically welded assembly.
  • the nozzle may have several tubes.
  • the nozzle is mounted in an engine crankcase of an internal combustion engine, the tube or tubes being oriented so that the oil jet is oriented towards the piston bases.
  • the nozzle regulates the flow.
  • the pressure at which the valve opens depends on the load of the spring 5. As long as the force exerted by the pressurized oil on the shutter 4 is less than the load of the spring 5, the shutter 4 rests on the seat. valve 14 and the oil does not supply the outlet ports (figure 1). When the pressure is sufficient, the shutter is released from the valve seat 14 and the oil circulates in the windows 16 and reaches the outlets through which it is projected against the pistons of the engine.
  • FIGS. 5 to 8 one can see another example of a piston valve C2.
  • the valve C2 is similar in structure to that of the valve C1.
  • valve C2 comprises a shutter 104 whose cross section is of smaller section, which makes it possible to maximize the passage section of the oil and therefore the flow rate passing through the valve.
  • interior element 106 comprises a conical bearing surface at its first longitudinal end 106.1 provided with several annular beads 130 (FIG. 7) centered on the longitudinal axis and ensuring the seal. These beads form zones which will deform during assembly, in particular during crimping.
  • the windows 116 have trapezoidal shapes with the larger base facing the upstream side (Figure 8). This shape also helps to maximize throughput.
  • the operation of the piston valve C2 is similar to that of the valve C1.
  • FIGS. 9 to 12 one can see another embodiment of a piston valve C3.
  • the valve C3 is similar in structure to those of the valves C1 and C2.
  • valve C3 comprises a shutter 204 whose bottom is provided with a protrusion 232 oriented upstream, ie towards the end of the valve connected to the pressure source.
  • the protrusion 232 is of frustoconical shape whose smaller base is oriented upstream. This protrusion has the effect of deflecting the flow radially outwards, reducing the pressure drops.
  • the bore 212 of the interior member 206 includes a portion 234 upstream of the valve seat 214 having a biconical shape improving the dynamic flow of the fluid and minimizing the pressure drops of the system.
  • the part 234 comprises a first zone 234.1 remote from the valve seat 214, the passage section of which decreases, a second zone 234.2 on the side of the valve seat whose passage section increases and a third zone 234.3 of constant passage section connecting the first zone 324.1 and the second zone 234.2.
  • the constant section zone 234.3 can be omitted.
  • the first end 206.1 of the inner element 206 comprises an end face 236 perpendicular to the longitudinal axis and provided with an annular bead 238 in contact with the bottom of the casing 203.
  • the bead 238 is crushed. during assembly of the interior element in the casing 203, in particular during crimping.
  • the bead 238 provides the seal between the casing and the interior element. In FIG. 11, the bead 238 can be seen before crushing (in broken lines) and after crushing.
  • windows 216 are also trapezoidal in shape with the larger base facing the upstream side ( Figure 12).
  • the valve C4 is similar in structure to those of the valves C1, C2 and C3.
  • the valve C4 differs from the valves C1, C2 and C3 in that the shutter 304 is a pin. The cost of the valve is reduced.
  • the interior element abuts against the bottom of the bore 308 without deformation.
  • the first end 306.1 of the interior element 306 comprises a flat face 340 perpendicular to the X axis and bears flat against the bottom of the bore 308 ensuring the seal.
  • the positioning of the shoulder 311 is such that it does not come into contact with the annular bearing surface 313.
  • the seal is produced between the side wall of the interior element and the casing 303.
  • the valve C4 is open, the axial stop of the shutter 304 is obtained when the turns of the spring 305 are contiguous (FIG. 14).
  • the C5 valve is similar in structure to those of the C4 valve.
  • the C5 valve differs from the C4 valve in that it protects the spring by preventing the turns from being contiguous when the valve is open.
  • the valve C5 has an interior element 406 comprising a first part 442.1 carrying the valve seat 414 and the windows 416 and a second part 442.2 forming the first end 406.1 of the interior element 406 configured to come into contact with the bottom of the valve. envelope 403.
  • first part 442.1 shown alone
  • second part 442.2 shown alone
  • It comprises an annular part 444 comprising a face 446 provided with an annular bead or protrusion intended to come into contact with the bottom of the bore, and a second face 448 opposite to the face 446, intended to bear against one end longitudinal section of the first part 442.1.
  • the second face has fingers 450 extending axially and intended to penetrate into the bore 412 of the first part.
  • the fingers 450 have an outer lateral face in the form of an arc of a circle with a radius of curvature corresponding substantially to the radius of curvature of the bore 412.
  • the fingers 450 provide a clamping assembly of the second part 442.2 in the first part 442.1.
  • the fingers 450 are preferably diametrically opposed.
  • the first and second parts are made of the same material or different materials, for example the second part is made of a softer material to confirm the seal.
  • valve C1 to C4 are not mutually exclusive and can be combined, for example valve C1 can include a shutter formed by a pin.
  • the interior element of the valve C3 can be made in two parts of different material, in a similar manner to the interior element of the valve C5.
  • the part intended to ensure the sealing is made of a more flexible.
  • the second part does not provide the stopper function for the shutter.
  • the second part is for example produced by coextrusion with the first part.
  • the windows extend axially, as a variant the windows are portions of a helix.
  • the piston valve according to the invention is suitable for controlling the supply of pressurized fluid in any hydraulic or pneumatic circuit, in particular in the automotive field.
  • the piston valve according to the invention is particularly suitable for producing cooling jets, in particular jets of the screw-valve type, for internal combustion engines, more particularly for piston cooling.

Abstract

Piston valve comprising a body (2), a valve seat (14), a shut-off member (4) in the form of a piston, and a return spring (5). The body (3) comprises a casing (3) provided with at least one pressurized-fluid outlet orifice (10), and an inner element (6) which is fitted into the casing (3). The inner body (6) bears the valve seat (14) and provides for the translational guidance of the shut-off member (4) in the body. In addition, the inner element (6) comprises at least one aperture (16) configured to guide the fluid from the valve seat towards the outlet orifice (10).

Description

CLAPET À PISTON COMPACT COMPACT PISTON VALVE
DESCRIPTIONDESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE ET ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE TECHNICAL FIELD AND STATE OF THE PRIOR ART
La présente invention se rapporte à un clapet à piston pour commander la circulation d'un fluide sous pression, notamment dans le domaine automobile. The present invention relates to a piston valve for controlling the circulation of a pressurized fluid, in particular in the automotive field.
Dans le domaine automobile, on utilise des gicleurs de refroidissement de piston pour moteur à combustion interne pour projeter un fluide de refroidissement tel que de l'huile contre le fond de piston, c'est-à-dire contre la face de piston extérieure à la chambre d'explosion, ou dans une galerie de piston spécialement ménagée à cette effet. In the automotive field, piston cooling jets for an internal combustion engine are used to project a cooling fluid such as oil against the piston base, that is to say against the piston face outside of the piston. the explosion chamber, or in a piston gallery specially designed for this purpose.
Les gicleurs de refroidissement de piston habituellement utilisés sont des pièces rapportées, fixées sur le carter moteur et communiquant avec un orifice d'amenée de fluide de refroidissement. Commonly used piston cooling jets are attached parts, fixed to the crankcase and communicating with a coolant inlet port.
Un gicleur comporte un corps dans lequel est monté un clapet, et au moins un tube fixé au corps pour orienter le liquide de refroidissement. A nozzle comprises a body in which is mounted a valve, and at least one tube fixed to the body for directing the coolant.
Le gicleur peut être du type vis-clapet, i.e. il comporte une vis munie d'un alésage dans lequel est monté le clapet, la vis étant vissée directement dans le bloc- moteur. En générale un sous-ensemble portant le ou les tubes est maintenu entre la tête de la vis et le bloc-moteur. Selon un autre type de gicleur, le gicleur comporte une plaque de fixation qui est fixée au bloc-moteur au moyen d'une vis rapportée. The nozzle may be of the screw-valve type, i.e. it comprises a screw provided with a bore in which the valve is mounted, the screw being screwed directly into the engine block. In general, a sub-assembly carrying the tube or tubes is held between the head of the screw and the engine block. According to another type of nozzle, the nozzle comprises a fixing plate which is fixed to the engine block by means of an attached screw.
Le clapet commande la circulation du fluide de refroidissement sous pression vers le piston. Lorsque la pression du fluide atteint un certain niveau de pression, le clapet s'ouvre et laisse passer le fluide à travers le clapet, qui est projeté vers le piston via le ou les tubes. The valve controls the circulation of pressurized coolant to the piston. When the fluid pressure reaches a certain pressure level, the valve opens and allows fluid to pass through the valve, which is projected to the piston via the tube (s).
Il existe des clapets à bille et des clapets à piston. Les clapets à piston présentent généralement une meilleure réactivité que les clapets à bille. There are ball valves and piston valves. Piston valves generally exhibit better responsiveness than ball valves.
Un clapet à piston comporte un corps muni d'un alésage débouchant au niveau d'une première extrémité longitudinale du corps et dont la deuxième extrémité longitudinale est obturée, une ou des ouvertures latérales débouchant dans l'alésage formant un ou des orifices de sortie d'huile. L'extrémité débouchante de l'alésage est connectée à une source de fluide sous pression et le ou les ouvertures latérales sont orientées vers la zone vers laquelle on veut amener le fluide. Un obturateur de forme cylindrique de révolution, désigné piston, est monté dans l'alésage et est mobile entre une position repos dans laquelle il empêche l'écoulement du fluide de l'alésage et le ou les orifices de sortie et une position d'ouverture complète, dans laquelle la circulation est autorisée. Le piston est rappelé en position repos par un ressort monté en compression entre la deuxième extrémité obturée du corps et le piston. Le gicleur comportant un tel clapet à piston présente une longueur au- delà du ou des orifices de sortie d'huile relativement importante pour permettre le dégagement du piston par rapport au siège de clapet et à l'orifice de sortie ou aux orifices de sortie, lors de l'ouverture du clapet, ce qui augmente son encombrement dans le moteur. EXPOSÉ DE L'INVENTION A piston valve comprises a body provided with a bore opening at the level of a first longitudinal end of the body and the second end of which longitudinal is closed, one or more lateral openings opening into the bore forming one or more oil outlet orifices. The emerging end of the bore is connected to a source of pressurized fluid and the side opening (s) are oriented towards the zone towards which it is desired to bring the fluid. A shutter of cylindrical shape of revolution, designated piston, is mounted in the bore and is movable between a rest position in which it prevents the flow of fluid from the bore and the outlet (s) and an open position. complete, in which traffic is permitted. The piston is returned to the rest position by a spring mounted in compression between the second closed end of the body and the piston. The nozzle comprising such a piston valve has a length beyond the relatively large oil outlet or ports to allow clearance of the piston from the valve seat and from the outlet or from the outlet ports, when opening the valve, which increases its size in the engine. DISCLOSURE OF THE INVENTION
C'est par conséquent un but de la présente invention d'offrir un clapet à piston pour circuit fluidique sous pression présentant un encombrement réduit. It is consequently an object of the present invention to provide a piston valve for a pressurized fluid circuit having a reduced bulk.
Le but énoncé ci-dessus est atteint par un clapet à piston comportant un corps, un siège de clapet, un obturateur en forme de piston et un ressort de rappel. Le corps comprend un corps extérieur, formant enveloppe, muni d'au moins un orifice de sortie du fluide sous pression, et un corps intérieur formant une chemise qui est rapportée dans l'enveloppe. La chemise porte le siège de clapet et assure le guidage en translation de l'obturateur dans le corps. En outre la chemise comporte au moins une fenêtre configurée pour guider le fluide du siège de clapet ver l'orifice de sortie. Grâce à la mise en œuvre de cette chemise, il est possible de disposer le siège de clapet dans une position axiale très en amont par rapport à l'orifice de sortie d'huile, ce qui permet que le dégagement du piston se fasse au moins en partie en amont de l'orifice de sortie. La longueur du clapet, notamment de sa partie en amont de l'orifice de sortie peut alors être réduite. En outre, le corps du gicleur comporte du côté de l'orifice de sortie du fluide sous pression d'un fond d'un seul tenant avec l'enveloppe, et l'ensemble des composants du gicleur, i.e. au moins l'obturateur et la chemise, sont introduits dans l'enveloppe par une extrémité ouverte de celle-ci opposée au fond, et par laquelle le fluide sous pression est délivré au gicleur. Ce qui simplifie le gicleur et le rend plus fiable. The object stated above is achieved by a piston valve comprising a body, a valve seat, a piston-shaped shutter and a return spring. The body comprises an outer body, forming a casing, provided with at least one outlet for the pressurized fluid, and an inner body forming a jacket which is attached to the casing. The liner carries the valve seat and provides translational guidance of the shutter in the body. In addition, the liner has at least one window configured to guide fluid from the valve seat to the outlet port. Thanks to the implementation of this sleeve, it is possible to have the valve seat in an axial position very upstream with respect to the oil outlet orifice, which allows the piston to be released at least partly upstream of the outlet. The length of the valve, in particular of its part upstream of the outlet orifice can then be reduced. In addition, the body of the nozzle comprises, on the side of the outlet for the pressurized fluid, a bottom in one piece with the casing, and all the components of the nozzle, ie at least the shutter and the jacket, are introduced into the casing through an open end thereof opposite the bottom, and through which the pressurized fluid is delivered to the nozzle. This simplifies the nozzle and makes it more reliable.
De manière avantageuse, le corps extérieur est fabriqué par frappe à froid puis reprise d'usinage, ce qui permet de réduire la quantité de matière requise et d'augmenter la cadence de production, et la chemise est fabriquée en matériau plastique directement par moulage par injection. Le coût de fabrication du clapet est donc réduit. En outre la masse du clapet peut être réduite par rapport au clapet à piston de l'état de la technique. Advantageously, the outer body is manufactured by cold heading and then re-machining, which makes it possible to reduce the quantity of material required and to increase the production rate, and the liner is made of plastic material directly by molding by injection. The cost of manufacturing the valve is therefore reduced. In addition, the mass of the valve can be reduced compared to the piston valve of the state of the art.
En d'autres termes, on réalise un clapet à piston comprenant un corps composite dans lequel les fonctions sont réparties entre une pièce extérieure et une pièce intérieure. La pièce extérieure assure la fonction de fixation au circuit fluidique et la circulation du fluide vers l'extérieur du clapet, et la pièce intérieure assure la fonction de siège de clapet, de guidage pour l'obturateur et forme au moins un canal fluidique pour le fluide du siège de clapet vers la sortie du clapet. In other words, a piston valve is produced comprising a composite body in which the functions are distributed between an outer part and an inner part. The outer part ensures the function of fixing to the fluid circuit and the circulation of the fluid towards the outside of the valve, and the internal part ensures the function of valve seat, guide for the obturator and forms at least one fluidic channel for the valve. fluid from the valve seat to the valve outlet.
La présente invention a alors pour objet un clapet à piston pour circuit hydraulique ou pneumatique comportant un corps creux d'axe longitudinal, dont une première extrémité longitudinale est obturée par un fond et une deuxième extrémité longitudinale est destinée à être connectée à source de fluide sous pression, comportant au moins un orifice de sortie de fluide, un siège de clapet entre la deuxième extrémité longitudinale du corps et l'orifice de sortie, un obturateur présentant une forme cylindrique de révolution, coopérant avec le siège de clapet, et un ressort de rappel de l'obturateur en appui contre le siège de clapet. Le corps comporte une enveloppe formant au moins partiellement l'extérieur du corps et un élément intérieur formant au moins partiellement l'intérieur du corps et monté dans l'enveloppe en contact étanche avec l'enveloppe. L'enveloppe comporte le au moins un orifice de sortie et un évent, et G élément intérieur comporte un alésage dont la face intérieure comprend un première partie du côté de la deuxième extrémité longitudinale du corps et une deuxième partie du côté de l'orifice de sortie, la première partie et la deuxième partie se raccordant au niveau du siège de clapet. La deuxième partie assure le guidage en translation de l'obturateur le long de l'axe longitudinal et comporte au moins une fenêtre s'étendant axialement de sorte à ménager un canal pour le fluide entre l'enveloppe et l'obturateur permettant au fluide de s'écouler de la première partie jusqu'à l'orifice de sortie lorsque l'obturateur est décollé du siège de clapet. The present invention therefore relates to a piston valve for a hydraulic or pneumatic circuit comprising a hollow body with a longitudinal axis, a first longitudinal end of which is closed off by a bottom and a second longitudinal end is intended to be connected to a source of fluid under pressure, comprising at least one fluid outlet orifice, a valve seat between the second longitudinal end of the body and the outlet orifice, a shutter having a cylindrical shape of revolution, cooperating with the valve seat, and a valve spring return of the shutter to rest against the valve seat. The body comprises an envelope forming at least partially the exterior of the body and an interior element forming at least partially the interior of the body and mounted in the envelope in sealed contact with the envelope. The casing comprises the at least one outlet orifice and a vent, and G interior element comprises a bore, the interior face of which comprises a first part on the side of the second longitudinal end of the body and a second part of the body. side of the outlet port, the first part and the second part joining at the valve seat. The second part ensures the guiding in translation of the shutter along the longitudinal axis and comprises at least one window extending axially so as to provide a channel for the fluid between the casing and the shutter allowing the fluid to flow. flow from the first part to the outlet when the plug is released from the valve seat.
De manière avantageuse, l'élément intérieur est en matériau plastique.Advantageously, the interior element is made of plastic material.
Par exemple, le corps comporte un premier contact étanche entre une première extrémité longitudinale de l'élément intérieur et le fond de l'enveloppe, et un contact étanche entre une deuxième extrémité longitudinale de l'élément intérieur et une deuxième extrémité longitudinale de l'enveloppe située au niveau de la deuxième extrémité longitudinale du corps. For example, the body has a first sealed contact between a first longitudinal end of the inner member and the bottom of the casing, and a sealed contact between a second longitudinal end of the inner member and a second longitudinal end of the shell. envelope located at the second longitudinal end of the body.
Dans un exemple de réalisation, le premier contact étanche est obtenu par un contact cône sur cône. Dans un autre exemple de réalisation, le premier contact est un appui plan orthogonal à l'axe longitudinal. In an exemplary embodiment, the first sealed contact is obtained by a cone on cone contact. In another exemplary embodiment, the first contact is a plane support orthogonal to the longitudinal axis.
Selon une caractéristique additionnelle, la première extrémité longitudinale de l'élément intérieur peut comporter au moins un bourrelet annulaire en contact avec le fond de l'enveloppe. According to an additional characteristic, the first longitudinal end of the inner element may include at least one annular bead in contact with the bottom of the casing.
Le deuxième contact peut être un contact appui plan normal à l'axe longitudinal. The second contact may be a plane contact contact normal to the longitudinal axis.
Le ressort est un ressort hélicoïdal, et l'obturateur peut comporter un corps creux fermé à une extrémité destinée à entrer en contact avec le siège de clapet. Une extrémité longitudinale du ressort est montée dans l'obturateur. Avantageusement, le fond comporte un évidement logeant une autre extrémité longitudinale du ressortThe spring is a coil spring, and the shutter may include a hollow body closed at one end intended to come into contact with the valve seat. A longitudinal end of the spring is mounted in the shutter. Advantageously, the bottom has a recess housing another longitudinal end of the spring.
Dans un exemple de réalisation, chaque fenêtre comporte une zone en regard d'un orifice de sortie. In an exemplary embodiment, each window has a zone facing an outlet orifice.
Le clapet à piston peut comporter n orifices de sortie et n fenêtres, n étant supérieur ou égal à 1. Les n orifices de sortie peuvent être des perçages et chaque fenêtre peut avoir une section transversale proche de ou égale au diamètre d'un orifice de sortie. Dans un exemple avantageux, le clapet à piston comporte des moyens d'orientation angulaire entre l'enveloppe et l'élément intérieur, de sorte qu'une zone d'une fenêtre soit en regard d'un orifice de sortie. Les moyens d'orientation peuvent comporter des formes sur l'enveloppe et l'élément intérieur coopérant de sorte à imposer une position angulaire donnée à l'élément intérieur par rapport à l'enveloppe. The piston valve may have n outlet ports and n windows, n being greater than or equal to 1. The n outlet ports may be bores and each window may have a cross section close to or equal to the diameter of an orifice of exit. In an advantageous example, the piston valve comprises means of angular orientation between the casing and the interior element, so that a zone of a window faces an outlet orifice. The orientation means may include shapes on the envelope and the interior element cooperating so as to impose a given angular position to the interior element with respect to the envelope.
L'élément intérieur peut être maintenu dans l'enveloppe par sertissage.The inner element can be held in the casing by crimping.
La présente invention a également pour objet un circuit fluidique sous pression comportant une source de fluide sous pression et au moins un clapet à piston selon l'invention connecté par sa première extrémité à la source de fluide. A subject of the present invention is also a pressurized fluid circuit comprising a source of pressurized fluid and at least one piston valve according to the invention connected by its first end to the source of fluid.
Le circuit forme par exemple un circuit hydraulique de moteur à combustion interne. The circuit forms for example a hydraulic circuit of an internal combustion engine.
La présente invention a également pour objet un gicleur de refroidissement de piston de moteur à combustion interne comportant au moins un clapet à piston selon l'invention et au moins un tube destiné à guider le fluide de l'orifice de sortie vers le piston. L'enveloppe peut comporter un filetage externe pour un montage dans un bloc-moteur. The present invention also relates to a nozzle for cooling the piston of an internal combustion engine comprising at least one piston valve according to the invention and at least one tube intended to guide the fluid from the outlet orifice towards the piston. The casing may have an external thread for mounting in an engine block.
La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un clapet à piston selon l'invention, comportant : The present invention also relates to a method of manufacturing a piston valve according to the invention, comprising:
-La fabrication de l'enveloppe. -The manufacture of the envelope.
-La fabrication de l'élément intérieur. -The manufacture of the interior element.
-L'introduction de l'élément intérieur dans l'enveloppe à partir d'une extrémité de l'enveloppe destinée à l'entrée du fluide. -The introduction of the inner element into the casing from one end of the casing intended for the entry of the fluid.
-L'immobilisation de l'élément intérieur dans l'enveloppe. -The immobilization of the interior element in the envelope.
L'enveloppe est par exemple réalisée par frappe à froid et reprise par usinage The envelope is for example produced by cold heading and recovery by machining
L'élément intérieur est avantageusement réalisé par moulage par injection thermoplastique. The interior element is advantageously made by thermoplastic injection molding.
L'immobilisation de l'élément intérieur dans l'enveloppe peut être réalisée par sertissage. Avantageusement, lors du sertissage l'élément intérieur est mis sous contrainte axiale dans l'enveloppe. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS The immobilization of the interior element in the casing can be achieved by crimping. Advantageously, during crimping, the inner element is placed under axial stress in the casing. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
La présente invention sera mieux comprise sur la base de la description qui va suivre et des dessins en annexe sur lesquels: The present invention will be better understood on the basis of the description which follows and the appended drawings in which:
La figure 1 est une vue en éclaté d'un clapet à piston selon un exemple de réalisation, FIG. 1 is an exploded view of a piston valve according to an exemplary embodiment,
La figure 2A est une vue en coupe longitudinale du clapet de la figure 1 selon un premier plan de coupe, le clapet étant dans un état fermé, Figure 2A is a longitudinal sectional view of the valve of Figure 1 according to a first sectional plane, the valve being in a closed state,
La figure 2B représenté le vue de la figure 2A, le clapet étant dans un état ouvert, FIG. 2B represents the view of FIG. 2A, the valve being in an open state,
La figure 3 est une vue en coupe longitudinale du clapet de la figure 1 selon un deuxième plan de coupe orthogonal au premier plan de coupe, le clapet étant dans un état ouvert, FIG. 3 is a view in longitudinal section of the valve of FIG. 1 according to a second section plane orthogonal to the first section plane, the valve being in an open state,
La figure 4 est une vue en perspective de l'élément intérieur de la figure 1 représenté seul, Figure 4 is a perspective view of the inner element of Figure 1 shown on its own,
La figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un clapet à piston selon un autre exemple de réalisation, le clapet étant dans un état fermé, FIG. 5 is a view in longitudinal section of a piston valve according to another exemplary embodiment, the valve being in a closed state,
La figure 6 représente le clapet à piston de la figure 5 dans un état ouvert, Figure 6 shows the piston valve of Figure 5 in an open state,
La figure 7 est une vue de détail de la figure 6, Figure 7 is a detail view of Figure 6,
La figure 8 est une vue en perspective de l'élément intérieur de la figure 5 représenté seul, FIG. 8 is a perspective view of the interior element of FIG. 5 shown on its own,
La figure 9 est une vue en coupe longitudinale d'un clapet à piston selon un autre exemple de réalisation, le clapet étant dans un état fermé, FIG. 9 is a view in longitudinal section of a piston valve according to another exemplary embodiment, the valve being in a closed state,
La figure 10 représente le clapet à piston de la figure 9 dans un état ouvert, Figure 10 shows the piston valve of Figure 9 in an open state,
La figure 11 est une vue de détail de la figure 10, Figure 11 is a detail view of Figure 10,
La figure 12 est une vue en perspective de l'élément intérieur de la figure 9 représenté seul, FIG. 12 is a perspective view of the interior element of FIG. 9 shown on its own,
La figure 13 est une vue en coupe longitudinale d'un clapet à piston selon un autre exemple de réalisation, le clapet étant dans un état fermé, La figure 14 représente le clapet à piston de la figure 13 dans un état ouvert, FIG. 13 is a view in longitudinal section of a piston valve according to another exemplary embodiment, the valve being in a closed state, Figure 14 shows the piston valve of Figure 13 in an open state,
La figure 15 est une vue de détail de la figure 14, Figure 15 is a detail view of Figure 14,
La figure 16 est une vue en perspective de l'élément intérieur de la figure 13 représenté seul, Figure 16 is a perspective view of the inner element of Figure 13 shown alone,
La figure 17 est une vue en coupe longitudinale d'un clapet à piston selon un autre exemple de réalisation, le clapet étant dans un état fermé, FIG. 17 is a view in longitudinal section of a piston valve according to another exemplary embodiment, the valve being in a closed state,
La figure 18 représente le clapet à piston de la figure 17 dans un état ouvert, Figure 18 shows the piston valve of Figure 17 in an open state,
La figure 19 est une vue de détail de la figure 18, Figure 19 is a detail view of Figure 18,
La figure 20 est une vue en perspective d'une partie de l'élément intérieur de la figure 18, Figure 20 is a perspective view of part of the inner member of Figure 18,
Les figures 21A et 21B sont des vues en perspective d'une autre partie de l'élément intérieur de la figure 18, Figures 21A and 21B are perspective views of another part of the inner member of Figure 18,
La figure 22A est une vue en perspective d'un exemple de gicleur comportant un clapet à piston selon l'invention, FIG. 22A is a perspective view of an example of a nozzle comprising a piston valve according to the invention,
La figure 22B est une vue en coupe longitudinale du gicleur de la figureFIG. 22B is a view in longitudinal section of the nozzle of FIG.
22 A, 22 A,
La figure 23A est une vue en perspective d'un exemple de gicleur comportant un clapet à piston selon l'invention, FIG. 23A is a perspective view of an example of a nozzle comprising a piston valve according to the invention,
La figure 23B est une vue en coupe longitudinale du gicleur de la figureFigure 23B is a longitudinal sectional view of the nozzle of Figure
23A, 23A,
La figure 24A est une vue en perspective d'un exemple de gicleur comportant un clapet à piston selon l'invention, FIG. 24A is a perspective view of an example of a nozzle comprising a piston valve according to the invention,
La figure 24B est une vue en coupe longitudinale du gicleur de la figureFigure 24B is a longitudinal sectional view of the nozzle of Figure
24 A. 24 A.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS DETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS
L'invention va être décrite plus particulièrement dans une application au refroidissement de piston d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile par projection de liquide de refroidissement. Il sera compris que l'invention s'applique à tout circuit hydraulique, et également à tout circuit pneumatique dans le domaine automobile et dans d'autres domaines mettant en œuvre des fluides sous pression. The invention will be described more particularly in an application to the piston cooling of an internal combustion engine of a motor vehicle. by spraying coolant. It will be understood that the invention applies to any hydraulic circuit, and also to any pneumatic circuit in the automotive field and in other fields using fluids under pressure.
L'invention porte sur un clapet à piston, également désigné distributeur, destiné notamment à équiper des gicleurs, par exemple des gicleurs de type vis-clapet, plus particulièrement mis en œuvre dans le domaine du refroidissement de piston de moteur à combustion interne. The invention relates to a piston valve, also referred to as a distributor, intended in particular to equip jets, for example jets of the screw-valve type, more particularly used in the field of internal combustion engine piston cooling.
Dans tous les exemples de réalisation, l'écoulement du fluide est schématisé par les flèches F. In all the exemplary embodiments, the flow of the fluid is shown schematically by the arrows F.
Sur les figures 1 à 4, on peut voir un premier exemple de clapet à piston Cl comportant un corps 2. Le corps peut comporter un filetage externe formant alors une vis, permettant son montage directement dans le dispositif à équiper, par exemple dans le bloc moteur du moteur à combustion interne. In FIGS. 1 to 4, one can see a first example of a piston valve C1 comprising a body 2. The body may have an external thread then forming a screw, allowing it to be mounted directly in the device to be fitted, for example in the block. internal combustion engine engine.
Le clapet comporte également un obturateur 4 coopérant avec un siège de clapet, un ressort de rappel 5 monté entre l'obturateur 4 et le corps 2 repoussant l'obturateur vers le siège de clapet. L'obturateur 4 a une forme cylindrique de révolution et pourra être désigné piston. Il comporte au moins une extrémité longitudinale destinée à coopérer de manière étanche avec le siège de clapet, et une paroi latérale assurant lors du coulissement du piston, une étanchéité entre le piston et la paroi intérieure du corps 2. The valve also comprises a shutter 4 cooperating with a valve seat, a return spring 5 mounted between the shutter 4 and the body 2 pushing the shutter towards the valve seat. The shutter 4 has a cylindrical shape of revolution and may be designated as a piston. It comprises at least one longitudinal end intended to cooperate in a sealed manner with the valve seat, and a side wall ensuring, during the sliding of the piston, a seal between the piston and the inner wall of the body 2.
Le corps 2 présente une forme sensiblement tubulaire de révolution d'axe longitudinal X, comprenant une première extrémité longitudinale 2.1 et une deuxième extrémité longitudinale 2.2. The body 2 has a substantially tubular shape of revolution with a longitudinal axis X, comprising a first longitudinal end 2.1 and a second longitudinal end 2.2.
Le corps 2 comporte un corps extérieur 3 ou enveloppe et un corps intérieur 6 désigné dans la suite de la description « élément intérieur ». The body 2 comprises an outer body 3 or envelope and an inner body 6 designated in the remainder of the description "inner element".
L'enveloppe 3 comporte un alésage 8 débouchant au niveau de la deuxième extrémité longitudinale 2.2 de l'enveloppe. L'autre extrémité longitudinale de l'enveloppe est fermée par un fond 7. Cependant un évent 9 est formé dans le fond de de l'enveloppe pour permettre la circulation de l'air lorsque l'obturateur 4 se déplace. La première extrémité 8.1 de l'alésage 8 est orientée du côté du fond de l'enveloppe 3 et la deuxième extrémité 8.2 de l'alésage est orientée du côté de l'extrémité ouverte de l'enveloppe 3. Le fond 7 est réalisé d'un seul tenant avec l'enveloppe. The casing 3 has a bore 8 opening out at the level of the second longitudinal end 2.2 of the casing. The other longitudinal end of the casing is closed by a bottom 7. However, a vent 9 is formed in the bottom of the casing to allow the circulation of air when the shutter 4 moves. The first end 8.1 of the bore 8 is oriented towards the bottom side of the casing 3 and the second end 8.2 of the bore is oriented towards the side of the open end of the casing 3. The bottom 7 is made of 'one piece with the envelope.
La deuxième extrémité 8.2 de l'alésage 8 est destinée à être connectée à une source de fluide sous pression. Le fluide s'écoule de la deuxième extrémité 8.2 vers la première extrémité 8.1. The second end 8.2 of the bore 8 is intended to be connected to a source of pressurized fluid. The fluid flows from the second end 8.2 to the first end 8.1.
L'enveloppe 3 comporte au moins un orifice de sortie de fluide 10 traversant la paroi latérale de l'enveloppe. Dans l'exemple représenté, deux orifices de sortie 10 diamétralement opposés sont formés. Le ou les orifices débouchent dans l'alésage 8. L'enveloppe est de préférence réalisée en matériau métallique, avantageusement par frappe à froid suivi d'une reprise d'usinage pour réaliser l'alésage 8 et les orifices de sortie 10. Il sera compris que l'enveloppe peut comporter plus de deux orifices de sortie repartis dans la circonférence de l'enveloppe. The casing 3 has at least one fluid outlet opening 10 passing through the side wall of the casing. In the example shown, two diametrically opposed outlet ports 10 are formed. The orifice or orifices open out into the bore 8. The casing is preferably made of a metallic material, advantageously by cold heading followed by resumption of machining to produce the bore 8 and the outlet orifices 10. It will be understood that the envelope may have more than two outlet openings distributed around the circumference of the envelope.
L'élément intérieur 6 est destiné à former une surface longitudinale de guidage pour le piston ainsi qu'un siège de clapet. The inner element 6 is intended to form a longitudinal guiding surface for the piston as well as a valve seat.
L'élément intérieur 6 présente une forme tubulaire sensiblement de révolution autour d'un axe XI qui est destiné à être coaxial à l'axe X lorsque l'élément intérieur 6 est monté dans l'enveloppe 3. L'élément intérieur 6 comporte une première extrémité longitudinale 6.1 et une deuxième extrémité longitudinale 6.2. La première extrémité longitudinale 6.1 est destinée à être insérée en premier dans l'alésage 8 de l'enveloppe 3 de sorte à être en regard du fond de l'enveloppe 3. La deuxième extrémité longitudinale 6.2 est disposée du côté de l'extrémité ouverte de l'enveloppe 3. The interior element 6 has a tubular shape substantially of revolution about an axis XI which is intended to be coaxial with the axis X when the interior element 6 is mounted in the casing 3. The interior element 6 comprises a first longitudinal end 6.1 and a second longitudinal end 6.2. The first longitudinal end 6.1 is intended to be inserted first into the bore 8 of the casing 3 so as to be facing the bottom of the casing 3. The second longitudinal end 6.2 is disposed on the side of the open end. of the envelope 3.
Sur les figures 3 et 4, on peut voir l'élément intérieur comportant, au niveau de sa deuxième extrémité longitudinale 6.2, un épaulement 11 destiné à venir en contact avec une portée annulaire 13 située à la deuxième extrémité de l'alésage 8. La portée annulaire 13 est par exemple réalisée par lamage. Le contact entre l'épaulement 11 et la portée annulaire 13 est telle qu'il est étanche au fluide. En variante, l'épaulement 11 et la portée annulaire forment un appui cône sur cône. En variante encore, l'élément intérieur ne comporte pas d'épaulement 11 et le contact étanche entre l'élément intérieur et l'alésage a lieu au niveau de l'extrémité 6.2. In Figures 3 and 4, one can see the inner element comprising, at its second longitudinal end 6.2, a shoulder 11 intended to come into contact with an annular bearing 13 located at the second end of the bore 8. The annular bearing surface 13 is for example produced by countersinking. The contact between the shoulder 11 and the annular surface 13 is such that it is fluid tight. As a variant, the shoulder 11 and the annular bearing form a cone on cone bearing. As a further variant, the element The interior does not have a shoulder 11 and the sealed contact between the interior element and the bore takes place at the level of the end 6.2.
De manière avantageuse, l'élément intérieur 6 est guidé dans l'alésage 8. Le guidage peut être assuré par la couronne portant l'épaulement 11 en coopération avec la portion de l'alésage comportant la portée annulaire 13, et/ou par la coopération de la surface extérieure de l'élément intérieur 6 et la portion de l'alésage 8 en amont des fenêtres en considérant le coupe de la figure 3, voire par la coopération de toute la surface extérieure de l'élément intérieur 6 et de l'alésage 8. Advantageously, the inner element 6 is guided in the bore 8. The guidance can be provided by the ring bearing the shoulder 11 in cooperation with the portion of the bore comprising the annular bearing surface 13, and / or by the ring. cooperation of the outer surface of the inner element 6 and the portion of the bore 8 upstream of the windows considering the section of Figure 3, or even by the cooperation of the entire outer surface of the inner element 6 and the 'bore 8.
L'élément intérieur 6 comporte également un alésage 12 d'axe XI et débouchant aux deux extrémités longitudinales de l'élément intérieur 6. The interior element 6 also comprises a bore 12 of axis XI and opening at the two longitudinal ends of the interior element 6.
Dans l'exemple représenté, l'alésage 12 comporte une portion de plus petit diamètre 12.1 et une portion de plus grand diamètre 12.2 se raccordement par une portée annulaire formant siège de clapet 14 pour l'obturateur 4. Le diamètre extérieur de l'obturateur 4 est tel qu'il peut coulisser longitudinalement dans la portion de plus grand diamètre 12.2 tout en étant guidé par la portion de plus grand diamètre 12.2. In the example shown, the bore 12 comprises a portion of smaller diameter 12.1 and a portion of larger diameter 12.2 connected by an annular bearing surface forming a valve seat 14 for the shutter 4. The outer diameter of the shutter 4 is such that it can slide longitudinally in the portion of larger diameter 12.2 while being guided by the portion of larger diameter 12.2.
L'élément intérieur comporte également au moins une fenêtre latérale 16, deux fenêtres dans l'exemple représenté, débuchant dans la portion de plus grand diamètre 12.2 de l'alésage 12, i.e. en aval du siège de clapet. Les fenêtres 16 sont diamétralement opposées et sont positionnées de sorte que, lorsque l'élément intérieur 6 est monté dans l'enveloppe 3, une partie d'une fenêtre 16 est en regard d'un orifice de sortie 10. The interior element also comprises at least one side window 16, two windows in the example shown, opening into the portion of larger diameter 12.2 of the bore 12, i.e. downstream of the valve seat. The windows 16 are diametrically opposed and are positioned so that, when the interior element 6 is mounted in the casing 3, part of a window 16 is opposite an outlet orifice 10.
Les fenêtres 16 ont une première extrémité longitudinale 16.1 du côté de la première extrémité 6.1 de l'élément intérieur 6, et une deuxième extrémité longitudinale 16.2 du côté un du siège de clapet 14. The windows 16 have a first longitudinal end 16.1 on the side of the first end 6.1 of the inner member 6, and a second longitudinal end 16.2 on the one side of the valve seat 14.
La première extrémité 16.1 de chaque fenêtre en sensiblement en regard d'un orifice de sortie 10 et la deuxième extrémité de chaque fenêtre est située juste en aval du siège de clapet 14 dans la direction d'écoulement F. Comme on peut le voir sur la figure 2A, chaque fenêtre 16 délimite, entre la surface de l'alésage 8 et la surface latérale extérieure de l'obturateur, un canal longitudinal qui permet de guider le fluide sous pression de la portion de plus petit diamètre 12.1 de l'alésage 12 à un orifice de sortie 10 via un passage entre l'enveloppe 3 et la paroi latérale de l'obturateur 4. La mise en œuvre de l'élément intérieur 6 permet donc d'augmenter la distance axiale entre le siège de clapet 14 et le ou les orifices de sortie 10. Ainsi la place requise pour le dégagement de l'obturateur lors de l'ouverture du clapet est située en amont des orifices de sortie 10 dans le sens d'écoulement. La longueur de l'enveloppe 3, en particulier son extension axiale en aval des orifices de sortie 10 peut être réduite tout en ne modifiant pas la position des orifices de sortie. Cette réduction de longueur permet très avantageusement de réduire l'encombrement dans le moteur. The first end 16.1 of each window facing substantially an outlet 10 and the second end of each window is located just downstream of the valve seat 14 in the flow direction F. As can be seen in the figure. FIG. 2A, each window 16 defines, between the surface of the bore 8 and the outer lateral surface of the shutter, a longitudinal channel which makes it possible to guide the pressurized fluid from the portion of smaller diameter 12.1 of the bore 12 at one hole outlet 10 via a passage between the casing 3 and the side wall of the shutter 4. The implementation of the internal element 6 therefore makes it possible to increase the axial distance between the valve seat 14 and the orifice (s) outlet 10. Thus the space required for the release of the shutter when opening the valve is located upstream of the outlet orifices 10 in the direction of flow. The length of the casing 3, in particular its axial extension downstream of the outlet ports 10, can be reduced while not modifying the position of the outlet ports. This reduction in length very advantageously makes it possible to reduce the bulk in the motor.
De manière avantageuse, la dimension transversale des fenêtres est égale au diamètre des orifices de sortie 10, de sorte à maximiser le débit de fluide à travers le clapet et à réduire les pertes de charge. Les fenêtres 16 étant relativement étroites, il reste suffisamment de matière pour le guidage de l'obturateur 4. Advantageously, the transverse dimension of the windows is equal to the diameter of the outlet orifices 10, so as to maximize the flow of fluid through the valve and to reduce the pressure losses. The windows 16 being relatively narrow, there is enough material left for guiding the shutter 4.
De préférence, l'élément intérieur 6 comporte autant de fenêtres 16 que l'enveloppe 3 comporte d'orifices de sortie 10 Preferably, the interior element 6 has as many windows 16 as the casing 3 has outlet orifices 10.
Dans cet exemple les fenêtres 16 sont de forme rectangulaire mais d'autres formes sont envisageables, par exemple une forme trapézoïdale. In this example, the windows 16 are rectangular in shape but other shapes can be envisaged, for example a trapezoidal shape.
De préférence, le clapet comporte des moyens d'orientation 18 pour orienter angulairement l'élément intérieur 6 par rapport à l'enveloppe 3 autour de l'axe longitudinal X de sorte que, lors du montage, chaque fenêtre 16 soit directement en regard d'un orifice de sortie 10, permettant d'optimiser le débit à travers le clapet. Preferably, the valve comprises orientation means 18 for angularly orienting the inner element 6 with respect to the casing 3 around the longitudinal axis X so that, during assembly, each window 16 is directly opposite d 'an outlet orifice 10, making it possible to optimize the flow rate through the valve.
Dans cet exemple, les moyens d'orientation sont formés à la fois dans l'enveloppe et dans l'élément intérieur. La surface intérieure de l'alésage 8 comporte au niveau de sa deuxième extrémité 8.2 deux rainures 20 s'étendant longitudinalement sur une partie de la surface. L'élément intérieur 6 comporte sur sa surface extérieure au niveau de sa deuxième extrémité longitudinale 6.2 deux nervures 22 s'étendant longitudinalement sur une partie de la longueur de l'élément intérieur et dimensionnées pour pénétrer dans les rainures 20. Les nervures 22 sont disposées l'une par rapport à l'autre de manière correspondante à la disposition relative des deux rainures 20. Ainsi, en orientant l'élément intérieur par rapport à l'enveloppe de sorte à aligner les rainures 20 et les nervures 22, chaque fenêtre 16 est automatiquement alignée avec un orifice de sortie 10. La longueur des nervures est avantageusement inférieure à celle des rainures pour assurer un contact ente la portée annulaire 13 et l'épaulement 11. In this example, the orientation means are formed both in the casing and in the interior element. The inner surface of the bore 8 comprises at its second end 8.2 two grooves 20 extending longitudinally over part of the surface. The inner element 6 comprises on its outer surface at its second longitudinal end 6.2 two ribs 22 extending longitudinally over a part of the length of the inner element and dimensioned to penetrate into the grooves 20. The ribs 22 are arranged. one with respect to the other in a manner corresponding to the relative arrangement of the two grooves 20. Thus, by orienting the inner element with respect to the casing so as to align the grooves 20 and the ribs 22, each window 16 is automatically aligned with an orifice of outlet 10. The length of the ribs is advantageously less than that of the grooves to ensure contact between the annular bearing surface 13 and the shoulder 11.
Dans cet exemple, chaque nervure 22 est alignée avec une fenêtre 16, mais cette disposition n'est pas limitative, on peut envisager des nervures décalées angulairement par rapport aux fenêtres, par exemple d'un angle de 90°. In this example, each rib 22 is aligned with a window 16, but this arrangement is not limiting, it is possible to envisage ribs offset angularly with respect to the windows, for example by an angle of 90 °.
La mise en œuvre d'une rainure et d'une nervure ou de plus de deux rainures et deux nervures ne sort pas du cadre de la présente invention. En variante, la ou les nervures sont portées par l'enveloppe et la ou les rainures sont portées par l'élément intérieur. The implementation of one groove and one rib or more than two grooves and two ribs does not depart from the scope of the present invention. As a variant, the rib (s) are carried by the casing and the groove (s) are carried by the interior element.
D'autres moyens tels que des marquages visuels sur l'enveloppe et l'élément intérieur sont envisageables pour faciliter l'orientation de l'élément intérieur par rapport à l'enveloppe. Other means such as visual markings on the envelope and the interior element can be envisaged to facilitate the orientation of the interior element relative to the envelope.
En variante, les fenêtres 16 ne sont pas orientées par rapport aux orifices de sortie et un canal annulaire dans lequel débouchent les fenêtres et les orifices de sortie assure l'écoulement du liquide de l'intérieur de l'élément intérieur vers l'orifice de sortie quelle que soit l'orientation des fenêtres par rapport à l'orifice de sortie. Le canal peut être réalisé par exemple en réalisant une portion d'alésage 8 de plus grand diamètre au niveau des orifices de sortie 10 et/ou une section de l'élément intérieur 6 au niveau des fenêtres 16 de diamètre réduit. As a variant, the windows 16 are not oriented with respect to the outlet orifices and an annular channel in which the windows and the outlet orifices open out ensures the flow of the liquid from the interior of the interior element towards the orifice of. outlet regardless of the orientation of the windows in relation to the outlet orifice. The channel can be produced, for example, by making a bore portion 8 of larger diameter at the level of the outlet orifices 10 and / or a section of the internal element 6 at the level of the windows 16 of reduced diameter.
La première extrémité 6.1 de l'élément intérieur 6 est telle que son contact avec la première extrémité 8.1 de l'alésage 8 est sensiblement étanche au fluide. Ainsi les orifices de sortie 10 et l'évent 9 sont isolés les uns des autres de manière étanche. The first end 6.1 of the inner element 6 is such that its contact with the first end 8.1 of the bore 8 is substantially fluid-tight. Thus the outlet orifices 10 and the vent 9 are sealed from each other.
Dans cet exemple, les premières extrémités 6.1 et 8.1 sont conformées pour réaliser un contact cône sur cône, assurant un montage serré étanche. En variante, un montage serré de deux surfaces cylindriques ne sort pas du cadre de la présente invention. In this example, the first ends 6.1 and 8.1 are shaped to achieve a cone on cone contact, ensuring a tight tight assembly. As a variant, a tight fitting of two cylindrical surfaces does not depart from the scope of the present invention.
Le ressort de rappel 5 est monté en réaction entre l'obturateur et le fond de l'alésage 8 de sorte à ramener l'obturateur en appui contre le siège de clapet 14. Dans l'exemple représenté et de manière préférée, le ressort est un ressort hélicoïdal. The return spring 5 is mounted in reaction between the shutter and the bottom of the bore 8 so as to bring the shutter back to bear against the valve seat 14. In the example shown and preferably, the spring is a helical spring.
De manière avantageuse, l'obturateur 4 comporte un corps creux obturé à une extrémité longitudinale par un fond 24 destiné à coopérer avec le siège de clapet, le ressort 5 est monté dans le corps creux. Le diamètre extérieur du ressort 5 est inférieur au diamètre intérieur du corps creux. En outre, le fond de l'alésage 8 comporte également un évidement 26 dont le diamètre intérieur correspond au diamètre extérieur du ressort 5 et forme un logement pour l'autre extrémité du ressort 5. Le fond de l'alésage 8 entourant l'évidement forme avantageusement une butée axiale pour le clapet, et évitant au ressort d'être comprimé dans un état où les spires seraient jointives. L'évent 9 débouche de préférence dans la fond de l'évidement 26. Advantageously, the shutter 4 comprises a hollow body closed at a longitudinal end by a bottom 24 intended to cooperate with the valve seat, the spring 5 is mounted in the hollow body. The outside diameter of the spring 5 is smaller than the inside diameter of the hollow body. In addition, the bottom of the bore 8 also comprises a recess 26, the inside diameter of which corresponds to the outside diameter of the spring 5 and forms a housing for the other end of the spring 5. The bottom of the bore 8 surrounding the recess advantageously forms an axial stop for the valve, and preventing the spring from being compressed in a state where the turns are contiguous. The vent 9 preferably opens into the bottom of the recess 26.
De manière avantageuse, la première extrémité 12.3 de l'alésage 12 comporte une portée dégagée par rapport au diamètre extérieur de l'obturateur qui s'étend, permettant d'assurer un coulissement libre de l'obturateur dans l'élément intérieur malgré le montage serrée de l'élément intérieur dans l'enveloppe. Advantageously, the first end 12.3 of the bore 12 has a bearing surface that is clear with respect to the outer diameter of the shutter which extends, making it possible to ensure free sliding of the shutter in the interior element despite the mounting. tightness of the interior element in the casing.
L'élément intérieur 6 est immobilisé longitudinalement dans l'enveloppe 3, de telle sorte que sa première extrémité longitudinale 6.1 soit en contact serré avec la première extrémité 8.1 de l'alésage 8 de l'enveloppe, et l'épaulement 11 soit en appui contre la portée annulaire 13. Dans l'exemple représenté et de manière non limitative, l'immobilisation est réalisée par sertissage. Pour cela, l'enveloppe comporte au niveau de son extrémité ouverte une saillie annulaire 28 bordant la deuxième extrémité 8.2 de l'alésage 8 située en amont de la portée annulaire 13, et qui est destinée à être rabattue sur l'élément intérieur pour l'immobiliser axialement (sur les figures la saillie 28 n'est pas rabattue). De préférence, le sertissage est tel qu'il met sous contrainte axiale l'élément intérieur 6 pour assurer un contact étanche entre les portées coniques de l'enveloppe et de l'élément intérieur, et entre l'épaulement 11 et la portée annulaire 13. Dans le cas où l'élément intérieur ne comporte pas d'épaulement, la contrainte axiale est appliquée entre l'extrémité 6.1 de l'élément intérieur et la première extrémité 8.1 de l'alésage 8. The inner element 6 is immobilized longitudinally in the casing 3, so that its first longitudinal end 6.1 is in close contact with the first end 8.1 of the bore 8 of the casing, and the shoulder 11 is in abutment against the annular bearing surface 13. In the example shown and in a nonlimiting manner, the immobilization is carried out by crimping. For this, the casing comprises at its open end an annular projection 28 bordering the second end 8.2 of the bore 8 located upstream of the annular bearing surface 13, and which is intended to be folded over the inner element for the 'immobilize axially (in the figures the projection 28 is not folded down). Preferably, the crimping is such that it places the inner element 6 under axial stress to ensure tight contact between the conical surfaces of the casing and of the interior element, and between the shoulder 11 and the annular surface 13. In the case where the inner element does not have a shoulder, the axial stress is applied between the end 6.1 of the inner element and the first end 8.1 of the bore 8.
L'élément intérieur 6 est avantageusement réalisé en matériau plastique, de préférence en matériau thermoplastique, de préférence par moulage, de préférence par moulage par injection. La pièce obtenue directement par moulage par injection peut être directement montée dans l'enveloppe 3. A titre d'exemple le matériau de l'élément intérieur est choisi parmi le PA6.6 (polyamide 66), le PPA (Polyphthalamide), le poly(sulfure de phénylène) ou PPS, le PEEK (polyétherétherketone). De manière avantageuse, il peut être ajouté un additif améliorant le glissement, par exemple du PTFE(polytétrafluoroéthylène) ou du graphite. The inner element 6 is advantageously made of plastic material, preferably of thermoplastic material, preferably by molding, of preferably by injection molding. The part obtained directly by injection molding can be directly mounted in the casing 3. For example, the material of the interior element is chosen from PA6.6 (polyamide 66), PPA (Polyphthalamide), poly (phenylene sulfide) or PPS, PEEK (polyetheretherketone). Advantageously, an additive improving the slip, for example PTFE (polytetrafluoroethylene) or graphite, can be added.
L'élément intérieur 6 peut être réalisé en matériau plastique car il n'est pas soumis à des chocs ou des efforts de serrage susceptible de l'endommager. The interior element 6 can be made of plastic material because it is not subjected to shocks or clamping forces liable to damage it.
Les matériaux utilisés pour réaliser l'enveloppe 3, l'élément intérieur 6 et l'obturateur 4 sont choisies en fonction du cahier des charges en termes de tenue au couple, en température, de résistance chimique au fluide circulant dans le clapet, en termes de coefficient de frottement, notamment entre l'obturateur et l'élément intérieur, pour éviter une usure prématurée et le détachement de particules. The materials used to make the casing 3, the inner element 6 and the shutter 4 are chosen according to the specifications in terms of torque resistance, temperature, chemical resistance to the fluid circulating in the valve, in terms coefficient of friction, in particular between the shutter and the interior element, to prevent premature wear and the detachment of particles.
L'enveloppe peut par exemple être réalisée en acier de frappe trempé ou non et l'obturateur peut être réalisé en acier, aluminium ou matériau plastique. The casing can for example be made of hardened impact steel or not and the shutter can be made of steel, aluminum or plastic.
Le guidage longitudinal de l'obturateur est obtenu par l'élément intérieur The longitudinal guide of the shutter is obtained by the interior element
Un exemple de procédé de fabrication du clapet Cl va maintenant être décrit. An example of the process for manufacturing the valve C1 will now be described.
L'enveloppe est réalisée par frappe à froid. Puis la pièce est reprise par usinage notamment pour réaliser l'alésage 8 et les orifices de sortie 10. The envelope is produced by cold heading. Then the part is taken up by machining in particular to produce the bore 8 and the outlet orifices 10.
Par ailleurs, l'élément intérieur est réalisé par moulage par injection.Furthermore, the interior element is made by injection molding.
L'obturateur est par exemple réalisé par frappe à froid, par injection plastique ou par usinage. The shutter is for example produced by cold heading, by plastic injection or by machining.
L'obturateur est logé dans la portion de plus gros petit diamètre 12.2 de l'alésage 12 de l'élément intérieur 6 et le ressort est introduit dans l'obturateur par une extrémité longitudinale. The shutter is housed in the portion of larger small diameter 12.2 of the bore 12 of the inner member 6 and the spring is introduced into the shutter through a longitudinal end.
L'ensemble ainsi formé est ensuite introduit dans l'alésage 8 en introduisant la première extrémité 6.1 de l'élément intérieur 6 dans l'alésage 8. La première extrémité 6.1 vient en appui conique contre la portée conique du fond de l'alésage 8. The assembly thus formed is then introduced into the bore 8 by introducing the first end 6.1 of the internal element 6 into the bore 8. The first end 6.1 bears conically against the conical surface of the bottom of bore 8.
Un sertissage a ensuite lieu. Celui-ci consiste à déformer la saillie annulaire 28 vers l'élément intérieur de sorte à maintenir l'appui conique entre l'extrémité 6.1 et l'extrémité 8.1 de l'alésage 8. Crimping then takes place. This consists in deforming the annular projection 28 towards the interior element so as to maintain the conical support between the end 6.1 and the end 8.1 of the bore 8.
En variante, on peut assembler l'élément intérieur 6 et le corps 2 par sertissage en bout, i.e. au moyen d'un poinçon qui arrache de la matière dans l'alésage 8 pour maintenir l'élément 6, ou au moyen d'une rondelle à griffes. As a variant, the inner element 6 and the body 2 can be assembled by crimping at the end, ie by means of a punch which tears material in the bore 8 to hold the element 6, or by means of a punch. claw washer.
La mise en œuvre d'une enveloppe et d'un fond d'un seul tenant et avantageusement d'un sertissage du côté de l'arrivée du fluide sous pression permet, d'une part de réduire le nombre de composants simplifiant la fabrication, et d'autre part d'améliorer sensiblement la sécurité de fonctionnement du gicleur. En effet, le fond étant d'une seule pièce avec l'enveloppe il n'y a pas de risque de défaillance d'un sertissage entre l'enveloppe et le fond. Si le sertissage du côté de l'arrivée du fluide sous pression est défaillant l'huile est toujours envoyée vers le tube du gicleur. Enfin l'action du fluide sous pression tend à maintenir les composants dans le corps du gicleur et à les maintenir assemblés, ce qui leur permet de continuer à assurer un fonctionnement dégradé du gicleur. The implementation of a casing and a bottom in one piece and advantageously of a crimping on the side of the arrival of the pressurized fluid makes it possible, on the one hand, to reduce the number of components simplifying manufacture, and secondly to significantly improve the operating safety of the nozzle. Indeed, the bottom being in one piece with the casing there is no risk of failure of a crimping between the casing and the bottom. If the pressurized fluid inlet side crimping fails, the oil is still sent to the nozzle tube. Finally, the action of the pressurized fluid tends to maintain the components in the body of the nozzle and to keep them assembled, which allows them to continue to ensure degraded operation of the nozzle.
Au contraire dans les gicleurs de l'état de la technique, un tel fond est serti sur le corps du gicleur, en cas de défaillance, les composants du gicleur se retrouvent alors dans le moteur éjectés par la pression du fluide, ce qui peut endommager le moteur, et le fluide n'est plus conduit vers le tube du gicleur, ce qui entraîne des dommages du piston et une défaillance du moteur. De plus il en résulte une fuite de fluide très importante, provoquant une baisse de pression de fluide générale du moteur entraînant de graves dysfonctionnements. On the contrary in the nozzles of the state of the art, such a bottom is crimped on the body of the nozzle, in the event of failure, the components of the nozzle are then found in the engine ejected by the pressure of the fluid, which can damage engine, and fluid is no longer conducted to the nozzle tube, resulting in piston damage and engine failure. In addition, this results in a very large fluid leak, causing a drop in the general fluid pressure of the engine leading to serious malfunctions.
Sur les figures 22A, 23 et 24B on peut voir différents exemples de gicleur comportant un clapet à piston selon l'invention. In FIGS. 22A, 23 and 24B one can see various examples of a nozzle comprising a piston valve according to the invention.
Sur les figures 22A et 22B, le gicleur G1 est du type vis-clapet comporte un clapet à piston Cl muni d'un filetage externe 51 formant un vis, un corps 52 monté autour du clapet à piston, un tube Tl monté dans un alésage 54 du corps 52. L'alésage 54 débouche en regard d'au moins un orifice de sortie 10. Le corps est destiné à être maintenu par serrage entre la tête 55 de la vis et le bloc-moteur (non représenté). De manière avantageuse le corps 52 comporte des moyens coopérant avec des moyens du bloc-moteur pour assurer l'orientation du tube. Dans cet exemple, le corps comporte une face plane 52.1 coopérant avec un fraisage ou lamage réalisé sur le bloc-moteur. In Figures 22A and 22B, the nozzle G1 is of the screw-valve type comprises a piston valve C1 provided with an external thread 51 forming a screw, a body 52 mounted around the piston valve, a tube T1 mounted in a bore 54 of the body 52. The bore 54 opens out facing at least one outlet opening 10. The body is intended to be held by clamping between the head 55 of the screw and the engine block (not shown). Advantageously, the body 52 comprises means cooperating with means of the engine block to ensure the orientation of the tube. In this example, the body has a planar face 52.1 cooperating with a milling or counterbore made on the engine block.
Sur les figures 23A et 23B, le gicleur G2 est également de type vis-clapet comporte un clapet à piston Cl muni d'un alésage externe 57 formant une vis, un corps 58 en forme de bague, un tube T2 monté dans un alésage 60 du corps 58. L'alésage 60 débouche en regard d'au moins un orifice de sortie 10. Le corps 58 est destiné à être maintenu par serrage entre la tête 59 de la vis et le bloc-moteur (non représenté). Le gicleur comporte également une plaque de montage 62 et une goupille 64 pour orienter le gicleur. La goupille est destinée à pénétrer dans un orifice formé dans le bloc-moteur. In Figures 23A and 23B, the nozzle G2 is also of the screw-valve type comprises a piston valve C1 provided with an external bore 57 forming a screw, a body 58 in the form of a ring, a tube T2 mounted in a bore 60 of the body 58. The bore 60 opens out opposite at least one outlet opening 10. The body 58 is intended to be held by clamping between the head 59 of the screw and the engine block (not shown). The nozzle also has a mounting plate 62 and a pin 64 for orienting the nozzle. The pin is intended to enter a hole formed in the engine block.
Sur les figures 24A et 24B, le gicleur G3 comporte un clapet à piston de type monobloc, dont l'enveloppe 3' forme le corps muni d'un alésage 66 prolongeant formant l'orifice de sortie 10 et un tube T3 monté dans un alésage 66. Le gicleur comporte également une plaque de montage 68. Une lumière 70 est formée dans la plaque de montage 68 destiné à recevoir une vis de fixation sur le bloc moteur. Le gicleur est par exemple formé par un ensemble mécano-soudé. In FIGS. 24A and 24B, the nozzle G3 comprises a piston valve of the monobloc type, the casing 3 'of which forms the body provided with a bore 66 extending forming the outlet orifice 10 and a tube T3 mounted in a bore 66. The nozzle also has a mounting plate 68. A lumen 70 is formed in the mounting plate 68 for receiving a screw for fixing to the engine block. The nozzle is for example formed by a mechanically welded assembly.
Le gicleur peut comporter plusieurs tubes. The nozzle may have several tubes.
Le fonctionnement d'un gicleur comportant un clapet à piston de la figure 1 va maintenant être décrit. The operation of a nozzle comprising a piston valve of FIG. 1 will now be described.
Le gicleur est monté dans un carter moteur d'un moteur à combustion interne, le ou les tubes étant orientés de sorte à ce que le jet d'huile soit orienté vers les fonds de piston. Le gicleur régule le débit. The nozzle is mounted in an engine crankcase of an internal combustion engine, the tube or tubes being oriented so that the oil jet is oriented towards the piston bases. The nozzle regulates the flow.
La pression à laquelle le clapet s'ouvre dépend de la charge du ressort 5. Tant que la force exercée par l'huile sous pression sur l'obturateur 4 est inférieure à la charge du ressort 5, l'obturateur 4 repose sur le siège de clapet 14 et l'huile n'alimente pas les orifices de sortie (figure 1). Lorsque la pression est suffisante, l'obturateur se décolle du siège de clapet 14 et l'huile circule dans les fenêtres 16 et atteint les orifices de sortie par lesquelles elle est projetée contre les pistons du moteur. The pressure at which the valve opens depends on the load of the spring 5. As long as the force exerted by the pressurized oil on the shutter 4 is less than the load of the spring 5, the shutter 4 rests on the seat. valve 14 and the oil does not supply the outlet ports (figure 1). When the pressure is sufficient, the shutter is released from the valve seat 14 and the oil circulates in the windows 16 and reaches the outlets through which it is projected against the pistons of the engine.
Lorsque le niveau de pression augmente, l'obturateur 4 vient en butée contre le fond de l'enveloppe 3 avant que le ressort 5 ne soit dans une configuration à spires jointives, ce qui réduit les risques d'endommagement de celui-ci (figures 2 et 3). When the pressure level increases, the shutter 4 comes into abutment against the bottom of the casing 3 before the spring 5 is in a configuration with contiguous turns, which reduces the risk of damage to the latter (figures 2 and 3).
Lorsque la pression passe au-dessous de la pression donnée, l'obturateur 4 est repoussé contre le siège de clapet 14 par le ressort de rappel 5, l'écoulement est interrompu. When the pressure drops below the given pressure, the shutter 4 is pushed against the valve seat 14 by the return spring 5, the flow is interrupted.
Sur les figures 5 à 8, on peut voir un autre exemple de clapet à piston C2. In FIGS. 5 to 8, one can see another example of a piston valve C2.
Le clapet C2 est de structure proche de celle du clapet Cl. The valve C2 is similar in structure to that of the valve C1.
Cependant le clapet C2 comporte un obturateur 104 dont la section transversale est de plus petite section, ce qui permet de maximiser la section de passage de l'huile et donc le débit traversant le clapet. En outre, l'élément intérieur 106 comporte une portée conique au niveau de sa première extrémité longitudinale 106.1 munie de plusieurs bourrelets annulaires 130 (figure 7) centrés sur l'axe longitudinal et assurant l'étanchéité. Ces bourrelets forment des zones qui vont se déformer lors de l'assemblage, notamment lors du sertissage. However, the valve C2 comprises a shutter 104 whose cross section is of smaller section, which makes it possible to maximize the passage section of the oil and therefore the flow rate passing through the valve. In addition, the interior element 106 comprises a conical bearing surface at its first longitudinal end 106.1 provided with several annular beads 130 (FIG. 7) centered on the longitudinal axis and ensuring the seal. These beads form zones which will deform during assembly, in particular during crimping.
En outre les fenêtres 116 ont des formes trapézoïdales avec la plus grand base orientée du côté amont (figure 8). Cette forme participe également à maximiser le débit. In addition the windows 116 have trapezoidal shapes with the larger base facing the upstream side (Figure 8). This shape also helps to maximize throughput.
Le fonctionnement du clapet à piston C2 est similaire à celui du clapet Cl. The operation of the piston valve C2 is similar to that of the valve C1.
Sur les figures 9 à 12, on peut voir un autre exemple de réalisation d'un clapet à piston C3. In FIGS. 9 to 12, one can see another embodiment of a piston valve C3.
Le clapet C3 est de structure proche de celles des clapets Cl et C2. The valve C3 is similar in structure to those of the valves C1 and C2.
Cependant le clapet C3 comporte un obturateur 204 dont le fond est muni d'une protrusion 232 orientée vers l'amont, i.e. vers l'extrémité du clapet connectée à la source de pression. La protrusion 232 est de forme tronconique dont la plus petite base est orientée vers l'amont. Cette protrusion a pour effet de dévier le flux radialement vers l'extérieur réduisant les pertes de charge. However, the valve C3 comprises a shutter 204 whose bottom is provided with a protrusion 232 oriented upstream, ie towards the end of the valve connected to the pressure source. The protrusion 232 is of frustoconical shape whose smaller base is oriented upstream. This protrusion has the effect of deflecting the flow radially outwards, reducing the pressure drops.
En outre, l'alésage 212 de l'élément intérieur 206 comporte une partie 234 en amont du siège de clapet 214 présentant une forme biconique améliorant l'écoulement dynamique du fluide et minimisant les pertes de charge du système. La partie 234 comporte une première zone 234.1 éloignée du siège de clapet 214, dont la section de passage diminue, une deuxième zone 234.2 du côté du siège de clapet dont la section de passage s'agrandit et une troisième zone 234.3 de section de passage constante connectant la première zone 324.1 et la deuxième zone 234.2. En variante, la zone 234.3 à section constante peut être omise. In addition, the bore 212 of the interior member 206 includes a portion 234 upstream of the valve seat 214 having a biconical shape improving the dynamic flow of the fluid and minimizing the pressure drops of the system. The part 234 comprises a first zone 234.1 remote from the valve seat 214, the passage section of which decreases, a second zone 234.2 on the side of the valve seat whose passage section increases and a third zone 234.3 of constant passage section connecting the first zone 324.1 and the second zone 234.2. Alternatively, the constant section zone 234.3 can be omitted.
En outre, la première extrémité 206.1 de l'élément intérieur 206 comporte une face d'extrémité 236 perpendiculaire à l'axe longitudinal et munie d'un bourrelet annulaire 238 en contact avec le fond de l'enveloppe 203. Le bourrelet 238 est écrasé lors du montage de l'élément intérieur dans l'enveloppe 203, notamment lors du sertissage. Le bourrelet 238 assure l'étanchéité entre l'enveloppe et l'élément intérieur. Sur la figure 11, on peut voir le bourrelet 238 avant écrasement (en trait interrompu) et après écrasement. In addition, the first end 206.1 of the inner element 206 comprises an end face 236 perpendicular to the longitudinal axis and provided with an annular bead 238 in contact with the bottom of the casing 203. The bead 238 is crushed. during assembly of the interior element in the casing 203, in particular during crimping. The bead 238 provides the seal between the casing and the interior element. In FIG. 11, the bead 238 can be seen before crushing (in broken lines) and after crushing.
Dans cet exemple, les fenêtres 216 ont également une forme trapézoïdale avec la plus grand base orientée du côté amont (figure 12). In this example, windows 216 are also trapezoidal in shape with the larger base facing the upstream side (Figure 12).
Sur les figures 13 à 16, on peut voir un autre exemple de clapet à pistonIn figures 13 to 16, we can see another example of a piston valve
C4. C4.
Le clapet C4 est de structure proche de celles des clapets Cl, C2 et C3.The valve C4 is similar in structure to those of the valves C1, C2 and C3.
Le clapet C4 diffère des clapets Cl, C2 et C3 en ce que l'obturateur 304 est une goupille. Le coût du clapet est réduit. The valve C4 differs from the valves C1, C2 and C3 in that the shutter 304 is a pin. The cost of the valve is reduced.
En outre dans cet exemple, l'élément intérieur vient en butée contre le fond de l'alésage 308 sans déformation. La première extrémité 306.1 de l'élément intérieur 306 comporte une face plane 340 perpendiculaire à l'axe X et vient en appui plan contre le fond de l'alésage 308 assurant l'étanchéité. Pour cela, le positionnement de l'épaulement 311 est tel qu'il ne vient pas en contact avec la portée annulaire 313. L'étanchéité est réalisée entre la paroi latérale de l'élément intérieur et l'enveloppe 303. Dans cet exemple, lorsque le clapet C4 est ouvert, l'arrêt axial de l'obturateur 304 est obtenu lorsque les spires du ressort 305 sont jointives (figure 14). In addition, in this example, the interior element abuts against the bottom of the bore 308 without deformation. The first end 306.1 of the interior element 306 comprises a flat face 340 perpendicular to the X axis and bears flat against the bottom of the bore 308 ensuring the seal. For this, the positioning of the shoulder 311 is such that it does not come into contact with the annular bearing surface 313. The seal is produced between the side wall of the interior element and the casing 303. In this example, when the valve C4 is open, the axial stop of the shutter 304 is obtained when the turns of the spring 305 are contiguous (FIG. 14).
Sur les figures 17 à 21B, on peut voir un autre exemple de clapet à piston C5. In Figures 17 to 21B, we can see another example of piston valve C5.
Le clapet C5 est de structure proche de celles du clapet C4. The C5 valve is similar in structure to those of the C4 valve.
Le clapet C5 diffère du clapet C4 en ce qu'il permet de protéger le ressort en évitant que les spires soient jointives lorsque le clapet est ouvert. The C5 valve differs from the C4 valve in that it protects the spring by preventing the turns from being contiguous when the valve is open.
Le clapet C5 comporte un élément intérieur 406 comprenant une première partie 442.1 portant le siège de clapet 414 et les fenêtres 416 et une deuxième partie 442.2 formant la première extrémité 406.1 de l'élément intérieur 406 configurée pour venir en contact avec le fond de l'enveloppe 403. The valve C5 has an interior element 406 comprising a first part 442.1 carrying the valve seat 414 and the windows 416 and a second part 442.2 forming the first end 406.1 of the interior element 406 configured to come into contact with the bottom of the valve. envelope 403.
Sur la figure 20, on peut voir la premier partie 442.1 représentée seule, et sur les figures 21A et 21B, on peut voir la deuxième partie 442.2 représenté seule. Elle comporte une pièce annulaire 444 comportant une face 446 munie d'un bourrelet ou protrusion annulaire destinée à venir en contact avec le fond de l'alésage, et une deuxième face 448 opposée à la face 446, destinée à venir en appui contre une extrémité longitudinale de la première partie 442.1. La deuxième face comporte des doigts 450 s'étendant axialement et destinés à pénétrer dans l'alésage 412 de la première partie. Les doigts 450 présentent une face latérale extérieure en forme d'arc de cercle de rayon de courbure correspondant sensiblement au rayon de courbure de l'alésage 412. Les doigts 450 assurent un montage par serrage de la deuxième partie 442.2 dans la première partie 442.1. De préférence les doigts 450 sont de préférence diamétralement opposés. In Figure 20, we can see the first part 442.1 shown alone, and in Figures 21A and 21B, we can see the second part 442.2 shown alone. It comprises an annular part 444 comprising a face 446 provided with an annular bead or protrusion intended to come into contact with the bottom of the bore, and a second face 448 opposite to the face 446, intended to bear against one end longitudinal section of the first part 442.1. The second face has fingers 450 extending axially and intended to penetrate into the bore 412 of the first part. The fingers 450 have an outer lateral face in the form of an arc of a circle with a radius of curvature corresponding substantially to the radius of curvature of the bore 412. The fingers 450 provide a clamping assembly of the second part 442.2 in the first part 442.1. Preferably the fingers 450 are preferably diametrically opposed.
Les première et deuxième parties sont réalisées dans le même matériau ou des matériaux différents, par exemple la deuxième partie est réalisée dans un matériau plus souple pour confirmer l'étanchéité. The first and second parts are made of the same material or different materials, for example the second part is made of a softer material to confirm the seal.
Les différents exemples de clapet Cl à C4 ne sont pas exclusifs les uns des autres et peuvent être combinés, par exemple le clapet Cl peut comporter un obturateur formé par une goupille. Par ailleurs, l'élément intérieur du clapet C3 peut être réalisé en deux parties en matériau différent, de manière similaire à l'élément intérieur du clapet C5. La partie destinée à assurer l'étanchéité est réalisée en matériau plus souple. Il est à noter que dans le clapet C3 la deuxième partie n'assure pas la fonction de butée pour l'obturateur. La deuxième partie est par exemple réalisée par coextrusion avec la première partie. The various examples of valve C1 to C4 are not mutually exclusive and can be combined, for example valve C1 can include a shutter formed by a pin. Furthermore, the interior element of the valve C3 can be made in two parts of different material, in a similar manner to the interior element of the valve C5. The part intended to ensure the sealing is made of a more flexible. It should be noted that in the valve C3 the second part does not provide the stopper function for the shutter. The second part is for example produced by coextrusion with the first part.
Dans les exemples décrits les fenêtres s'étendent axialement, en variante les fenêtres sont des portions d'hélice. In the examples described the windows extend axially, as a variant the windows are portions of a helix.
Le clapet à piston selon l'invention est adapté à commander l'alimentation en fluide sous pression dans tout circuit hydraulique ou pneumatique, notamment dans le domaine automobile. Le clapet à piston selon l'invention est particulière adapté pour réaliser des gicleurs de refroidissement, en particulier des gicleurs de type vis-clapet, pour les moteurs à combustion interne, plus particulièrement pour le refroidissement de piston. The piston valve according to the invention is suitable for controlling the supply of pressurized fluid in any hydraulic or pneumatic circuit, in particular in the automotive field. The piston valve according to the invention is particularly suitable for producing cooling jets, in particular jets of the screw-valve type, for internal combustion engines, more particularly for piston cooling.

Claims

REVENDICATIONS
1. Clapet à piston pour circuit hydraulique ou pneumatique comportant un corps (2) creux d'axe longitudinal (X), dont une première extrémité longitudinale est obturée par un fond (7) et une deuxième extrémité longitudinale est destinée à être connectée à source de fluide sous pression, comportant au moins un orifice de sortie (10) de fluide, un siège de clapet (14) entre la deuxième extrémité longitudinale du corps et l'orifice de sortie (10), un obturateur (4) présentant une forme cylindrique de révolution, coopérant avec le siège de clapet (14), et un ressort de rappel (5) de l'obturateur (4) en appui contre le siège de clapet (14), caractérisé en ce que le corps (2) comporte une enveloppe (3) formant au moins partiellement l'extérieur du corps et un élément intérieur (6) formant au moins partiellement l'intérieur du corps et monté dans l'enveloppe (3) en contact étanche avec l'enveloppe (3), en ce que l'enveloppe (3) comporte le au moins un orifice de sortie (10) et un évent (9), et G élément intérieur (6) comporte un alésage (12) dont la face intérieure comprend un première partie (12.1) du côté de la deuxième extrémité longitudinale du corps et une deuxième partie (12.2) du côté de l'orifice de sortie (10), la première partie (12.1) et la deuxième partie (12.2) se raccordant au niveau du siège de clapet (14), en ce que la deuxième partie (12.2) assure le guidage en translation de l'obturateur (4) le long de l'axe longitudinal (X) et comporte au moins une fenêtre (16) s'étendant axialement de sorte à ménager un canal pour le fluide entre l'enveloppe (3) et l'obturateur (4) permettant au fluide de s'écouler de la première partie (12.1) jusqu'à l'orifice de sortie (10) lorsque l'obturateur (4) est décollé du siège de clapet (14), et en ce que ledit fond (7) est d'un seul tenant avec l'enveloppe. 1. Piston valve for hydraulic or pneumatic circuit comprising a hollow body (2) with a longitudinal axis (X), a first longitudinal end of which is closed by a bottom (7) and a second longitudinal end is intended to be connected to the source. fluid under pressure, comprising at least one fluid outlet (10), a valve seat (14) between the second longitudinal end of the body and the outlet (10), a shutter (4) having a shape cylindrical of revolution, cooperating with the valve seat (14), and a return spring (5) of the shutter (4) bearing against the valve seat (14), characterized in that the body (2) comprises a casing (3) forming at least partially the exterior of the body and an interior element (6) forming at least partially the interior of the body and mounted in the casing (3) in sealed contact with the casing (3), in that the casing (3) has the at least one outlet (10) and one vent (9), and G inner element (6) has a bore (12) whose inner face comprises a first part (12.1) on the side of the second longitudinal end of the body and a second part (12.2) on the side of the outlet port (10) , the first part (12.1) and the second part (12.2) being connected at the level of the valve seat (14), in that the second part (12.2) ensures the guiding in translation of the shutter (4) along the longitudinal axis (X) and comprises at least one window (16) extending axially so as to provide a channel for the fluid between the casing (3) and the shutter (4) allowing the fluid to flow from the first part (12.1) to the outlet (10) when the shutter (4) is detached from the valve seat (14), and in that said bottom (7) is integrally with the envelope.
2. Clapet à piston selon la revendication 1, dans lequel l'élément intérieur (6) est en matériau thermoplastique. 2. A piston valve according to claim 1, wherein the inner member (6) is made of thermoplastic material.
3. Clapet à piston selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le corps (2) comporte un premier contact étanche entre une première extrémité longitudinale de l'élément intérieur (6) et le fond de l'enveloppe (3), et un deuxième contact étanche entre une deuxième extrémité longitudinale de l'élément intérieur (6) et une deuxième extrémité longitudinale de l'enveloppe (3) située au niveau de la deuxième extrémité longitudinale du corps. 3. Piston valve according to claim 1 or 2, wherein the body (2) comprises a first sealed contact between a first longitudinal end of the inner member (6) and the bottom of the casing (3), and a second sealed contact between a second longitudinal end of the inner element (6) and a second longitudinal end of the casing (3) located at the second longitudinal end of the body.
4. Clapet à piston selon la revendication 3, dans lequel le premier contact étanche est obtenu par un contact cône sur cône. 4. Piston valve according to claim 3, wherein the first sealed contact is obtained by a cone on cone contact.
5. Clapet à piston selon la revendication 3, dans lequel le premier contact est un appui plan orthogonal à l'axe longitudinal (X). 5. Piston valve according to claim 3, wherein the first contact is a plane support orthogonal to the longitudinal axis (X).
6. Clapet à piston selon la revendication 4 ou 5, dans lequel la première extrémité longitudinale de l'élément intérieur comporte au moins un bourrelet annulaire en contact avec le fond de l'enveloppe. 6. A piston valve according to claim 4 or 5, wherein the first longitudinal end of the inner member comprises at least one annular bead in contact with the bottom of the casing.
7. Clapet à piston selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel le deuxième contact est un contact appui plan normal à l'axe longitudinal. 7. Piston valve according to one of claims 4 to 6, wherein the second contact is a contact support plane normal to the longitudinal axis.
8. Clapet à piston selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le ressort (5) est un ressort hélicoïdal, et dans lequel l'obturateur (4) comporte un corps creux fermé à une extrémité destinée à entrer en contact avec le siège de clapet, et dans lequel une extrémité longitudinale du ressort est montée dans l'obturateur. 8. Piston valve according to one of claims 1 to 7, wherein the spring (5) is a helical spring, and wherein the shutter (4) comprises a hollow body closed at one end intended to come into contact with the valve seat, and in which a longitudinal end of the spring is mounted in the shutter.
9. Clapet à piston selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le fond (7) comporte un évidement logeant une autre extrémité longitudinales du ressort. 9. Piston valve according to one of claims 1 to 8, wherein the bottom (7) has a recess housing another longitudinal end of the spring.
10. Clapet à piston selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel chaque fenêtre (16) comporte une zone en regard d'un orifice de sortie (10). 10. Piston valve according to one of claims 1 to 9, wherein each window (16) comprises a zone facing an outlet orifice (10).
11. Clapet à piston selon l'une des revendications 1 à 10, comportant n orifices de sortie et n fenêtres, n étant supérieur ou égal à 1. 11. Piston valve according to one of claims 1 to 10, comprising n outlet orifices and n windows, n being greater than or equal to 1.
12. Clapet à piston selon la revendication 11, dans lequel les n orifices de sortie (10) sont des perçages et dans lequel chaque fenêtre (16) a une section transversale proche de ou égale au diamètre d'un orifice de sortie. 12. A piston valve according to claim 11, in which the n outlet orifices (10) are bores and in which each window (16) has a cross section close to or equal to the diameter of an outlet orifice.
13. Clapet à piston selon l'une des revendications précédentes, comportant des moyens d'orientation angulaire entre l'enveloppe (3) et l'élément intérieur (6), de sorte qu'une zone d'une fenêtre (16) soit en regard d'un orifice de sortie (10). 13. Piston valve according to one of the preceding claims, comprising angular orientation means between the casing (3) and the inner element (6), so that an area of a window (16) is next to an outlet opening (10).
14. Clapet à piston selon la revendication précédente, dans lequel lesdits moyens comportent des formes sur l'enveloppe (3) et l'élément intérieur (6) coopérant de sorte à imposer une position angulaire donnée à l'élément intérieur (6) par rapport à l'enveloppe (3). 14. Piston valve according to the preceding claim, wherein said means comprise shapes on the casing (3) and the inner member (6) cooperating so as to impose an angular position given to the inner member (6) by compared to the envelope (3).
15. Clapet à piston selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'élément intérieur (6) est maintenu dans l'enveloppe par sertissage. 15. Piston valve according to one of the preceding claims, wherein the inner element (6) is held in the casing by crimping.
16. Circuit fluidique sous pression comportant une source de fluide sous pression et au moins un clapet à piston selon l'une des revendications précédentes connecté par sa première extrémité à la source de fluide. 16. A pressurized fluid circuit comprising a source of pressurized fluid and at least one piston valve according to one of the preceding claims connected by its first end to the source of fluid.
17. Circuit fluidique selon la revendication précédente, ledit circuit formant un circuit hydraulique de moteur à combustion interne. 17. Fluid circuit according to the preceding claim, said circuit forming a hydraulic circuit of an internal combustion engine.
18. Gicleur de refroidissement de piston de moteur à combustion interne comportant au moins un clapet à piston selon l'une des revendications 1 à 15 et au moins un tube destiné à guider le fluide de l'orifice de sortie vers le piston. 18. Internal combustion engine piston cooling nozzle comprising at least one piston valve according to one of claims 1 to 15 and at least one tube intended to guide the fluid from the outlet to the piston.
19. Gicleur de refroidissement de piston selon la revendication précédente, dans lequel l'enveloppe comporte un filetage externe pour un montage dans un bloc-moteur. 19. A piston cooling nozzle according to the preceding claim, wherein the casing has an external thread for mounting in an engine block.
20. Procédé de fabrication d'un clapet à piston selon l'une des revendications 1 à 15, comportant : 20. A method of manufacturing a piston valve according to one of claims 1 to 15, comprising:
-La fabrication de l'enveloppe. -The manufacture of the envelope.
-La fabrication de l'élément intérieur. -The manufacture of the interior element.
-L'introduction de l'élément intérieur dans l'enveloppe à partir d'une extrémité de l'enveloppe destinée à l'entrée du fluide. -The introduction of the inner element into the casing from one end of the casing intended for the entry of the fluid.
-L'immobilisation de l'élément intérieur dans l'enveloppe. -The immobilization of the interior element in the envelope.
21. Procédé de fabrication selon la revendication 20, dans lequel l'enveloppe est réalisée par frappe à froid et reprise par usinage. 21. The manufacturing method according to claim 20, wherein the casing is produced by cold heading and recovery by machining.
22. Procédé de fabrication selon la revendication 20 ou 21, dans lequel l'élément intérieur est réalisé par moulage par injection thermoplastique. 22. The manufacturing method according to claim 20 or 21, wherein the inner member is made by thermoplastic injection molding.
23. Procédé de fabrication selon la revendication 20, 21 ou 22, dans lequel l'immobilisation de l'élément intérieur dans l'enveloppe est réalisée par sertissage. 23. The manufacturing method according to claim 20, 21 or 22, wherein the immobilization of the inner element in the casing is achieved by crimping.
24. Procédé de fabrication selon la revendication 23, en combinaison avec la revendication 3, dans lequel lors du sertissage l'élément intérieur est mis sous contrainte axiale dans l'enveloppe. 24. The manufacturing method according to claim 23, in combination with claim 3, wherein during crimping the inner element is placed under axial stress in the casing.
EP20861963.5A 2019-11-15 2020-11-13 Compact piston valve Pending EP4042001A1 (en)

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