FR2517760A1 - ELECTROVALVE FOR PNEUMATIC INSTALLATIONS, IN PARTICULAR ON VEHICLES - Google Patents
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Abstract
ELECTROVALVE POUR INSTALLATIONS PNEUMATIQUES. LE NOYAU MOBILE 14 DU SOLENOIDE A COOPERE AVEC UN PREMIER JEU DE CLAPETS COMMUTABLES 28, 36 QUI CONTROLE LA COMMUNICATION ENTRE UNE CHAMBRE D A LA PARTIE SUPERIEURE D'UN MANCHON 22 FORMANT PISTON ET UN PASSAGE 35 COMMUNIQUANT AVEC L'EXTERIEUR, ET UNE AUTRE CHAMBRE F RELIEE EN PERMANENCE A LA SOURCE D'AIR COMPRIME 30, FORMEE DANS LE MANCHON 22 ET QUI COMMUNIQUE AVEC UNE TROISIEME CHAMBRE C RELIEE EN PERMANENCE A L'UTILISATEUR 46 PAR UN SECOND CLAPET COMMUTABLE 40 CONTROLANT LA COMMUNICATION ENTRE L'UTILISATEUR ET SOIT LA SOURCE D'AIR COMPRIME 30, SOIT L'ATMOSPHERE 44. LE PREMIER CLAPET 28, 36 CONTROLE LE DEPLACEMENT DU MANCHON 22 CONTRE L'ACTION D'UN RESSORT ANTAGONISTE 38 POUR ACTIONNER LE SECOND CLAPET COMMUTABLE 40. APPLICATION AUX COMMANDES D'APPAREILS ET ACCESSOIRES, NOTAMMENT A BORD DE VEHICULES, PAR EXEMPLE DES ESSUIE-GLACES, PORTES, SERVOS DE CHANGEMENT DE VITESSES, DE BLOCAGE DE DIFFERENTIEL, ET SIMILAIRES.ELECTROVALVE FOR PNEUMATIC SYSTEMS. THE MOBILE CORE 14 OF THE SOLENOID HAS COOPERATED WITH A FIRST SET OF SWITCHABLE VALVES 28, 36 WHICH CONTROLS THE COMMUNICATION BETWEEN A CHAMBER DA THE UPPER PART OF A SLEEVE 22 FORMING PISTON AND A PASSAGE 35 COMMUNICATING WITH THE EXTERIOR, AND ANOTHER CHAMBER F PERMANENTLY CONNECTED TO THE SOURCE OF COMPRESSED AIR 30, FORMED IN THE SLEEVE 22 AND WHICH COMMUNICATES WITH A THIRD CHAMBER C PERMANENTLY CONNECTED TO THE USER 46 BY A SECOND SWITCHABLE VALVE 40 CONTROLLING THE COMMUNICATION BETWEEN THE USER AND EITHER THE SOURCE OF COMPRESSED AIR 30, OR THE ATMOSPHERE 44. THE FIRST VALVE 28, 36 CONTROLS THE MOVEMENT OF THE SLEEVE 22 AGAINST THE ACTION OF AN ANTAGONIST SPRING 38 TO ACTUATE THE SECOND SWITCHABLE VALVE 40. APPLICATION TO APPLIANCE CONTROLS AND ACCESSORIES, ESPECIALLY ON VEHICLES, FOR EXAMPLE WINDSCREEN WIPERS, DOORS, GEAR CHANGE SERVOS, DIFFERENTIAL LOCKING, AND THE LIKE.
Description
La présente invention a trait à une électrovalve destinée à des ins-The present invention relates to a solenoid valve for
tallations ou équipements pneumatiques de véhicules pour la commande d'ap- installations or pneumatic equipment of vehicles for the control of
pareils et dispositifs utilisateurs de différents genres, tels qu'avertis- user devices and devices of different kinds, such as
seurs, essuie-glaces, dispositifs pour l'ouverture et la fermeture des por- windscreen wipers, devices for opening and closing doors,
tes, servo-commande pour changement de vitesse ou pour le blocage de diffé- , servo-control for shifting or for blocking dif-
rentiels, etc De telles électrovalves comprennent normalement un solénol- etc. Such solenoid valves normally include a solenol
de ou électroaimant lequel, lorsqu'il est alimenté, commande l'ouverture or electromagnet which, when powered, controls the opening
d'une valve pour l'admission de l'air comprimé dans les organes utilisa- a valve for the admission of compressed air into the organs used
teurs. Plus particulièrement, lorsque l'usager ferme le circuit électrique tors. More particularly, when the user closes the electrical circuit
d'alimentation de l'enroulement du solénoïde, il se crée un flux magnéti- of solenoid winding, a magnetic flux is created
que qui attire le noyau mobile, à l'encontre de la force d'un ressort, ce that which attracts the movable core, against the force of a spring, this
qui détermine l'ouverture de la valve d'admission. which determines the opening of the intake valve.
Le solénolde est monté sur un corps pourvu des raccords respective- The solenoid is mounted on a body provided with respective connectors
ment d'alimentation et pour l'organe utilisateur de l'air comprimé, lesquels sont reliés entre eux par l'intermédiaire de la valve d'admission qui est fermée hermétiquement par glissement et appliquée contre son siège par la feed member and for the user device of the compressed air, which are connected to each other via the intake valve which is sealed by sliding and applied against its seat by the
force du ressort précité.force of the aforementioned spring.
Les électrovalves connues présentent l'inconvénient qu'il est impos- The known solenoid valves have the disadvantage that it is impossible to
sible de commander plusieurs appareils et dispositifs ayant des exigences différentes quant à leur alimentation Par exemple, certains dispositifs exigent pour leur fonctionnement correct de forts débits d'air pendant des temps très brefs, conditions que les électrovalves de petites dimensions ne Several devices and devices with different power requirements, for example, require high airflows for their correct operation for very short periods of time, a condition that small solenoid valves do not have.
peuvent assurer en raison des dimensions étroites des passages d'alimenta- because of the narrow dimensions of the feed passages
tion Il s'ensuit que, sur des véhicules équipés d'installations pneumati- It follows that in vehicles equipped with pneumatic
ques, il est indispensable d'installer des électrovalves de différentes di- It is essential to install solenoid valves of different
mensions pour commander les organes utilisateurs ayant des exigences diffé- to control user organs with different requirements
rentes Ainsi, lorsqu'on utilise un électroaimant comportant une petite bo- Thus, when an electromagnet with a small battery is used,
bine, l'enroulement en fil de cuivre est de dimensions restreintes mais la the winding of copper wire is small but the
force magnétique disponible pour l'actionnement du noyau est également ré- magnetic force available for actuation of the core is also
duite; par conséquent, l'action qu'exerce le ressort de rappel sur le noyau pick; therefore, the action of the return spring on the core
doit être faible par rapport à la force magnétique, afin d'assurer l'ouver- must be small in relation to the magnetic force, in order to ensure the opening
ture de la valve pendant le fonctionnement Dans ces conditions, avec des valve during operation Under these conditions, with
enroulements de dimensions réduites, la section des passages pour l'alimen- windings of reduced dimensions, the section of the passages for feeding
tation en air comprimé doit être réduite pour empocher que la-pression d'air parvienne à surmonter l'opposition du ressort et, de ce fait, à ouvrir la The compressed air supply must be reduced to accommodate the air pressure to overcome the opposition of the spring and, thereby, to open the
valve lorsque celle-ci est au repos ou inactive. valve when it is at rest or inactive.
Avec des passages d'alimentation de section réduite il est toutefois impossible d'alimenter des utilisateurs qui exigent de gros débits d'air; -2 - With reduced section feed passages it is however impossible to feed users who require large air flows; -2 -
dans ces conditions, pour ce type d'utilisateurs il faut prévoir des passa- under these conditions, for this type of users it is necessary to provide for
ges pour l'air qui présentent une plus grande section De tels passages e- for air with a larger section Such passages e-
xigent en revanche l'adoption de ressorts plus puissants et par conséquent on the other hand, the adoption of more powerful springs and consequently
des enroulements de plus grandes dimensions. windings of larger dimensions.
Le but de la présente invention est de réaliser une électrovalve qui The object of the present invention is to provide a solenoid valve which
comporte des passages d'alimentation correspondant à la quantité d'air re- has feed passages corresponding to the amount of air re-
quise pour l'alimentation des utilisateurs relatifs, et qui utilise en ou- for the feeding of relative users, and which uses
tre un enroulement électrique de dimensions réduites, avec l'avantage de n'utiliser qu'une seule électrovalve pour commander les utilisateurs qui electric winding of reduced dimensions, with the advantage of using only one solenoid valve to control the users who
font partie de l'installation pneumatique Il est donc évident qu'en utili- part of the pneumatic system. It is therefore obvious that by using
sant une bobine de petites dimensions on réalise une économie appréciable In the case of a small coil, an appreciable saving is achieved.
en cuivre et l'on réduit en conséquence le prix de revient de l'électro- in copper and the cost price of electricity is reduced accordingly.
valve.valve.
En définitive, l'électrovalve suivant la présente invention, à égali- Finally, the solenoid valve according to the present invention, equally
té d'enroulement du solénoïde, permet de commander des utilisateurs qui e- solenoid winding, allows to control users who e-
xigent à l'intérieur de limites déterminées différentes quantités d'air d'alimentation. L'électrovalve suivant la présente invention, dont l'armature actionne la valve d'admission de l'air sous pression destiné à l'utilisateur, est caractérisée par le fait qu'elle comprend un clapet commutable actionné par l'électroaimant et qui contr 8 le la communication des moyens pneumatiques d'interception soit avec la source d'air comprimé, soit avec l'échappement, within specified limits different amounts of supply air. The solenoid valve according to the present invention, whose armature actuates the pressurized air intake valve intended for the user, is characterized in that it comprises a switchable valve actuated by the electromagnet and which controls 8 the communication of the pneumatic interception means with the source of compressed air or with the exhaust,
pour assurer l'alimentation de l'utilisateur. to provide power to the user.
Suivant un mode préféré de réalisation de l'électrovalve suivant la présente invention, les moyens pneumatiques d'interception comprennent un piston en forme de manchon soumis à la sollicitation d'un ressort, lequel According to a preferred embodiment of the solenoid valve according to the present invention, the pneumatic interception means comprise a piston-shaped sleeve subjected to the bias of a spring, which
maintient un clapet double commutable que l'on peut actionner contre l'ac- maintains a switchable double damper that can be actuated against ac-
tion antagoniste de moyens élastiques et dont les sièges à étanchéité sont opposing elastic means and whose sealed seats are
formés en partie sur ledit manchon et pour le reste sur le corps de l'élec- formed partly on said sleeve and for the rest on the body of the elec-
trovalve, de manière à délimiter entre ces parties des chambres opposées reliées l'une à l'utilisateur et avec l'atmosphère, et l'autre à la source de pression et à l'atmosphère par l'intermédiaire des clapets commutables correspondants. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront au cours de la trovalve, so as to delimit between these parts of the opposite chambers connected to the user and the atmosphere, and the other to the pressure source and the atmosphere through the corresponding switchable valves. Other features of the invention will emerge during the
lecture de la description qui suit et se réfère au dessin annexé dont l'u- reading of the description which follows and refers to the attached drawing of which
nique Figure représente à titre d'illustration, non de limitation, en cou- Figure shows an illustration, not a limitation, in terms of
pe axiale, un mode préféré de réalisation de l'électrovalve suivant l'in- axial way, a preferred embodiment of the solenoid valve according to the invention.
vention.vention.
Sur cette Figure, on a désigné en A le solénoïde qui peut être cons- In this figure, the solenoid in A has been designated, which can be
-3 - titué de façon équivalente par un électroaimant relié en service (et de la façon qui sera décrite ci-après) au groupe d'interception B. Plus précisément, le solénoïde A comporte un enroulement 10 dont les extrémités aboutissent à des bornes à lamelles 12 reliées à l'installation électrique de manière à engendrer un flux magnétique suffisant pour dépla- cer en translation et de bas en haut le noyau mobile 14 en direction du The solenoid A comprises a winding 10 whose ends terminate at terminals with an electromagnet connected in service (and in the manner to be described hereinafter) to the interception group B. More precisely lamellae 12 connected to the electrical installation so as to generate a sufficient magnetic flux to move the mobile core 14 in translation and from the bottom up towards the
noyau fixe 16 contre la résistance antagoniste d'un ressort 18 - fixed core 16 against the counter-resistance of a spring 18 -
Le groupe d'interception B est constitué par un corps métallique per- The interception group B consists of a metal body
cé 20 qui maintient en coulissement un manchon 22 formant piston et muni d'une gorge périphérique 24, lequel délimite dans ce corps des chambres pneumatiques opposées C et D. Le manchon 22 entoure solidairement un disque percé 25 qui se termine 20 which slidably holds a sleeve 22 forming a piston and provided with a peripheral groove 24, which delimits in this body opposite pneumatic chambers C and D. The sleeve 22 integrally surrounds a pierced disc 25 which ends
par un appendice également percé 26 dont l'extrémité supérieure porte con- by an appendix also pierced 26 whose upper end bears
tre un clapet 28 soumis à la sollicitation d'un ressort et qui coulisse be a valve 28 subjected to the solicitation of a spring and which slides
dans un logement formé coaxialement dans la partie inférieure du noyau 14. in a housing formed coaxially in the lower part of the core 14.
Le manchon 22 délimite conjointement au disque 25 une chambre réceptrice F reliée en permanence par la gorge 24 à un raccord taraudé 30 auquel aboutit une source d'air comprimé (non représentée) La chambre réceptrice F est reliée à la chambre supérieure D par l'intermédiaire du clapet hermétique The sleeve 22 defines together with the disc 25 a receiving chamber F permanently connected by the groove 24 to a threaded connection 30 which terminates a source of compressed air (not shown) The receiving chamber F is connected to the upper chamber D by the intermediate of the hermetic valve
28 logé dans la partie inférieure du noyau mobile ou armature 14 du solé- 28 housed in the lower part of the movable core or armature 14 of the
no Ide A.No. I of A.
Ce noyau 14 présente un ou plusieurs trous longitudinaux 32 qui re- This core 14 has one or more longitudinal holes 32 which re-
lient entre elles la chambre D et une autre chambre G laquelle peut être reliée à son tour, par un trou longitudinal 34 percé dans le noyau fixe 16, à l'atmosphère environnante en passant par un raccord supérieur 35 Le trou Between them, the chamber D and another chamber G, which in turn can be connected by a longitudinal hole 34 pierced in the fixed core 16, to the surrounding atmosphere via an upper connector 35.
34 se termine à son extrémité inférieure par une saillie annulaire d'étan- 34 ends at its lower end by an annular protrusion of
chéité portant contre un autre clapet 36 également soumis à la sollicita- with another valve 36 also subjected to the request
tion d'un ressort logé de m Lme dans une cavité du noyau mobile 14. tion of a spring housed in a cavity of the movable core 14.
Grâce à cette disposition, les clapets 28 et 36 constituent une sou- Thanks to this arrangement, the valves 28 and 36 constitute a sou-
pape commutable qui contr 8 le la communication à partir de la chambre D, d'une part avec la chambre réceptrice F et d'autre part, à travers les trous de passage 32, avec la chambre G, laquelle est reliée à son tour par switchable poppet which controls the communication from the chamber D, on the one hand with the receiving chamber F and on the other hand, through the through holes 32, with the chamber G, which is connected in turn by
le trou 34 et le raccord 35 à l'atmosphère extérieure. the hole 34 and the connection 35 to the outside atmosphere.
Le manchon 22 coulisse hermétiquement dans l'alésage du corps 20 con- The sleeve 22 slides tightly in the bore of the body 20.
tre la résistance élastique d'un ressort 38 qui maintient le disque percé contre le clapet 28 et reçoit au-dessous du disque précité 25 un autre clapet commutable 40 sollicité par un ressort 42 contre un siège formé par le manchon afin d'intercepter la communication entre les chambres F et C. the resilient resistance of a spring 38 which holds the disk pierced against the valve 28 and receives below the aforementioned disk 25 another switchable valve 40 biased by a spring 42 against a seat formed by the sleeve in order to intercept the communication between rooms F and C.
Lorsque le manchon 22 se déplace vers le bas, le clapet 40 porte hermétique- When the sleeve 22 moves downwards, the valve 40 carries airtight
-4- ment contre le bord de la partie cylindrique interne d'un embout tubulaire -4- against the edge of the internal cylindrical part of a tubular end
44 concentrique à ce manchon 22 et vissé dans le corps 20 de manière à re- 44 concentric to this sleeve 22 and screwed into the body 20 so as to re-
lier l'atmosphère extérieure à la chambre C Cette chambre C est reliée en- connect the outside atmosphere to room C This room C is connected to
permanence, par l'intermédiaire d'un raccord 46, à l'organe ou dispositif utilisateur (non représenté) que l'on doit actionner pneumatiquement. D'après ce qui précède, il apparaît clairement que si l'électrovalve permanently, via a connector 46, to the user device or device (not shown) that must be actuated pneumatically. From what precedes, it is clear that if the solenoid valve
est au repos, c'est-à-dire quand ses organes occupent la position que mon- is at rest, that is to say when his organs occupy the position which
tre le dessin, les chambres C, D et G sont reliées à l'atmosphère, la pre- the drawing, rooms C, D and G are connected to the atmosphere, the first
mière C à travers l'embout tubulaire 44 et les deux autres D et G par l'en- first C through the tubular end 44 and the other two D and G through the
tremise des passages 32, 34 et du raccord 35 Il s'ensuit que l'alimentation through passages 32, 34 and fitting 35 It follows that the supply
de l'utilisateur (par le raccord 46) est coupée par le clapet commutable 40. of the user (via the connector 46) is cut by the switchable valve 40.
Le groupe formé par le manchon 22, le disque 25 et le clapet à res- The group formed by the sleeve 22, the disc 25 and the check valve
sort 40 constitue un piston sur les deux faces opposées duquel agit l'air comprimé passant par le raccord 30 et dont la pression maintient ce piston pratiquement en équilibre, ce piston restant en pratique soumis à l'action 40 is a piston on the two opposite sides of which acts the compressed air passing through the connector 30 and whose pressure maintains the piston substantially in balance, this piston remaining in practice subjected to the action
des ressorts 18 et 38, ce dernier étant prépondérant par rapport au pre- springs 18 and 38, the latter being preponderant compared to the first
mier.mier.
Lorsqu'on alimente l'enroulement 10 de l'électroaimant A avec le cou- When the winding 10 of the electromagnet A is fed with the
rant d'excitation, le noyau mobile 14 de l'électroaimant est attiré vers le haut, c'est-à-dire vers le noyau fixe 16, contre la force antagoniste du ressort 18 Ce déplacement actionne les clapets 28 et 36 dont le premier établit la communication entre les chambres F et D,-tandis que le second As a result of the excitation excitation, the movable core 14 of the electromagnet is attracted upwards, that is to say towards the fixed core 16, against the counterforce of the spring 18. This movement actuates the valves 28 and 36, the first of which establishes the communication between chambers F and D, while the second
intercepte la communication entre cette chambre D et l'atmosphère extérieu- intercepts the communication between this room D and the outside atmosphere
re L'air comprimé présent dans la chambre F parvient ainsi dans la cham- The compressed air present in chamber F thus reaches the chamber
bre D et exerce une poussée pneumatique sur le piston 22 Ce dernier, en D and exerts a pneumatic thrust on the piston 22.
surmontant la résistance du ressort 38, est déplacé vers le bas par la pres- overcoming the resistance of the spring 38, is moved downwards by the pressure
sion et entraîne dans son mouvement le clapet commutable 40 lequel d'une part ferme la communication avec l'atmosphère et d'autre part relie la sion and causes in its movement the switchable valve 40 which on the one hand closes the communication with the atmosphere and on the other hand connects the
chambre F à la chambre C afin d'introduire de l'air comprimé dans le rac- chamber F to chamber C to introduce compressed air into the
cord 46, c'est-à-dire dans l'appareil ou organe utilisateur - cord 46, that is to say in the apparatus or user organ -
Lorsque le solénoïde A est désexcité, la force du ressort 18 renvoie le noyau mobile 14 à sa position initiale, ce qui coupe l'alimentation en When the solenoid A is de-energized, the force of the spring 18 returns the movable core 14 to its initial position, which cuts off the power supply.
air comprimé et rétablit la communication entre la chambre D et l'atmos- compressed air and restores the communication between chamber D and the atmosphere.
phère à travers les passages 32 et 34 Simultanément, le piston 22 est - phère through the passages 32 and 34 Simultaneously, the piston 22 is -
renvoyé à sa position initiale par la détente du ressort 38 qui n'est plus contrariée par la pression de l'air qui était antérieurement présent dans returned to its initial position by the expansion of the spring 38 which is no longer thwarted by the pressure of the air that was previously present in
-la chambre D Par conséquent, le piston 22, en entraînant avec lui le cla- the chamber D Consequently, the piston 22, dragging with it the key
pet commutable 40, interrompt la communication entre les raccords 30 et switchable pet 40, interrupts the communication between the connectors 30 and
46 et relie la chambre C et les organes ou appareils utilisateurs à l'at- 46 and connects the chamber C and the organs or devices users to the
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mosphère. Cela confirme ainsi les buts que s'est fixée la présente invention, à savoir de contr 8 ler une section relativement importante de passage pour phere. This thus confirms the goals that the present invention has set itself to control a relatively large section of passage for
l'air comprimé, lorsqu'on dispose d'un solénoïde A ayant des caractéristi- compressed air, when a solenoid A having
ques électriques limitées qui correspondent à celles d'une électrovalve classique dont la section de la lumière de passage est sensiblement réduite limited electric currents that correspond to those of a conventional solenoid valve whose section of the passage of light is substantially reduced
et correspond en substance à celle contrôlée par le clapet 28 du dessin. and corresponds substantially to that controlled by the valve 28 of the drawing.
Une telle lumière de passage ne pourrait permettre l'alimentation rapide Such a passage light could not allow fast feeding
d'un certain nombre d'utilisateurs en raison de sa section réduite, impro- number of users because of its reduced, improper
pre à l'écoulement rapide de forts débits d'air comme l'exigent certains organes ou appareils utilisateurs -D'autre part, l'accroissement de cette lumière de passage exige l'emploi d'électroaimants de puissance élevée pour éviter que la pression de l'air qui agit sur le clapet de retenue puisse pre-fast flow of high air flow as required by some organs or devices users -On the other hand, the increase of this light passage requires the use of high power electromagnets to prevent pressure air that acts on the check valve can
soit ouvrir, soit fermer incomplètement ce clapet, même lorsque l'élec- either open or close this valve incompletely, even when the elec-
trovalve est au repos En revanche, l'électrovalve suivant la présente in- trovalve is at rest In contrast, the solenoid valve following the present in-
vention atteint le but recherché étant donné qu'il est prévu une lumière vention achieves the desired purpose since a light is
réduite pour la commande, et des passages de section suffisante pour l'a- reduced for the command, and passages of sufficient section for the
limentation de n'importe quel utilisateur. feeding of any user.
Il est cependant bien entendu que diverses modifications et variantes pourront être apportées à l'électrovalve décrite et représentée ici, en fonction de l'usage auquel elle est destinée, et cela sans s'écarter des However, it is understood that various modifications and variations may be made to the solenoid valve described and shown here, depending on the use for which it is intended, and without departing from the
principes de base de l'invention.basic principles of the invention.
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