Brevet FR2134326A1 — publié le 19721208

La présente invention concezvne une valve électriquement contrôlée, ou électro-valve, pour commutation de circuits hydrauliques, particulièrement, mais non exclusivement, pour effectuer la commutation dans les canalisations de pression des systèmes 5 de freinage anti-patinants pour véhicules. En général, les systèmes de freinage hydrauliques anti-patinants connus comprennent un contrôleur sensible aux conditions dynamiques prédéterminées d'une ou plusieurs roues, conditions indicatrices d'un "blocage de roue naissant pour produire des signaux 10 tendant à obtenir le relâchement des freins suivi aussitôt après du rétablissement du freinage. les principaux inconvénients de ces systèmes' de freinage hydrauliques anti-.patinant s conventionnels résident dans la montée en pression extrêmement rapide se produisant dans les cylindres de 15 commande des freins, habituellement, des freins à disques, dans les cycles successifs d'application et de relâchement du freinage : ceci amène des à-coups et des secousses dans le freinage du véhicule affectant la atabilité de ce dernier et menant.à une perte d'efficacité du freinage lui-même. 20 De plus* si des dispositifs électroniques sont utilisés pour effectuer rapidement la commutation dans les canalisations sous pression aboutissant à un élément de commande de frein, il n'existe pas, en général, de réponse rapide correspondante de la part des pièces mécaniques mobiles, en raison de l'inertie de ces 25 dernières. Il est donc désirable, soit de réduire l'importance des variations de pression ou la fréquence élevée de ces variations, soit d'éliminer les inconvénients ci-dessus. Quelques demandes de brevets en instance, en particulier la demande Italienne n° 67 775-A/71 déposée le 5 Mars 1971 et inti-" 30 tulée : "système de freinage hydraulique ânti-patinant à deux modes de fonctionnement pour véhicule", décrit des procédés et des dispositifs hydrauliques de freinage anti-patinant permettant de limiter dans des conditions acceptables l'amplitude et la rapidité des variations de pression de freinage dans les cylindres de com-35 mande des freins, lors du relâchement du freinage, supprimant ainsi, au moins en partie, les inconvénients précités. 71 28597 X I Un des objets de la présente invention est de perfectionner encore ces systèmes de freinage anti-patinant, limitant l'amplitude et la rapidité des variations de pression de freinage aussi bien pendant la phase d'application de la pression dans chaque cy-5 cle de freinage anti-patinant que pendant les phases de relâchement de la pression. A cet effet, suivant la présente invention la valve électriquement contrôlée ou électrovalve pour la commutation de circuits hydrauliques ayant un orifice d'entrée et -un orifice de sor-10 tie, et une armature magnétique élastique sollicitée vers une première position et pouvant se déplacer à une seconde position sous l'effet d'excitation d'un solénoïde, est caractérisée en ce qu' elle comprend une chambre entre les orifices d'entrée et de sortie, un obturateur mobile à l'intérieur de la chambre, traversé 15 par un trou réducteur de flux et influencé rpar un dispositif élastique antagoniste pour se séparer d'un siège de Soupape co-axial avec l'orifice de sortie, le mouvement de l'armature lorsque le solénoïde est excité, amenant l'obturateur en contact de pression contre le siège' de soupape et obturant en même temps le trou réduc-2Û teur coupant ainsi toute communication entre l'orifice,d'entrée et l'orifice de sortie l'obturateur étant maintenu en contact avec le siège de soupape après le retour de l'armature consécutive à la désexcitation du solénoïde, par la pression du fluide à l'intérieur de la chambre provenant de l'orifice d'entrée de manière que le 25 flux de fluide renouvelé de l'orifice intérieur à l'orifice extérieur soit tout au moins au début, partiellement réduit. Cette invention sera mieux comprise à la lecture/de la description qui suit relative à une réalisation d'un exemple non limitatif et qui fait référence aux dessins ci-annexés dans les-30 quels : La figure 1 est une. vue en coupe longitudinale d'une électrovalve de commutation pour utilisation dans des circuits hydrauliques, selon une réalisation de la présente invention. La figure 2 est une représentation schématique d'un cir-35 cuit hydraulique destiné à un système dé freinage anti- patinant pour une roue de véhicule, dans lequel se trouve 1'électrovalve de la figure" 1. 71 28597 3 2134326 1*électrovalve 10 présente un .orifice d'entrée taraudé intérieurement 12 qui débouche dans une chambre cylindrique 14 ménagée dans le corps de la valve 10. La chambre 14 est séparée d'une chambre cylindrique co-axiale adjacente 16 par une colleret-5 te annulaire 18 ayant ion trou central circulaire. Une paroi annulaire 20 s'étend co-axialement dans la chambre 14 à partir du fond de cette chambre 14 opposé à la chambre 16. La paroi 20 entoure un orifice de sortie 22 qui est également taraudé intérieurement et qui est co-axial avec la paroi annulaire 20. 10 Un obturateur flottant constitué par un disque circulaire 24 peut se déplacer axialement dans la Ghambre 14 sous l'influence d'un ressort de rappel et de centrage relativement faible 30. Le disque obturateur présente un orifice central 32 destiné à réduire le flux de fluide. 15 La paroi de fond de la chambre 16 du côté, opposé à celui de la chambre 14 est pourvue d'une extension tubulaire 34 à l'intérieur de laquelle l'armature cylindrique en matériau magnétique d'un solénoïde est montée coulissante,' Cette.armature 42 porte à l'intérieur de la chambre 16 une plaque annulaire 44- L'armature 42 20 peut se déplacer axialement sous l'influence du champ magnétique engendré par le solénoïde désigné globalement par l'indice 46, solénoïde monté sur le corps de l'électrovalve 10 d'une manière conventionnelle. Un "ressort hélicoïdal 48 de forme conique est interposé 25 entre la plaque annulaire 44 et la collerette 18 rpour solliciter l'armature 42 dans un sens tendant à l'éloigner du disque obturateur 24 lorsque le solénoïde 46 est désexcité. Dans les conditions normales, le solénoïde 46,étant désexcité, et l'armature-42 étant rétractée, à l'intérieur de l'exten-30 sion tubulaire 34 sous l'action du ressort 48, le disque obturateur 24 est maintenu écarté de la .paroi annulaire 20 par le ressort 30. Dans ces conditions, la valve 10 est ouverte et le fluide sous pression peut s'écouler dans la chambre 14 en partant de l'orifice- d'entrée 12 pour aller à 1'orifice de sortie 22 sans 35 rencontrer de résistance substantielle. ... . Si, pendant que la pression est- appliquée à l'orifice d'entrée. 12, le solénoïde 46 de l'électrovalve est excité, l'ar- 71 28SV/ 4 2134326 mature 42 est poussée vers le bas (tel qu'on le voit en figure l) par les forces magnétiques résultantes contre l'action antagoniste du ressort 48, la face d'extrémité 43 de l'armature 42 venant presser la face supérieure 25 du disque obturateur flot-5 tant 24 pour obturer l'ouverture 32. En outre, il faut noter que le disque obturateur 34 est poussé vers le bas contre la très faible résistance opposée par le ressort 30, jusqu'à ce qu'il porte sur un siège de soupape constitué par le bord supérieur de la paroi annulaire 20 coupant ainsi, la communication entre 1'orifice de 10 sortie 22 et la chambre 14- L'électrovalve 10 est ainsi fermée et le flux de fluide sous pression à l'entrée 12 est interrompu et il ne peut sortir à l'orifice 22. Si, tout en maintenant la pression de fluide à l'orifice d'entrée 12, le sslénoïde 46 est à nouveau désexcité, l'armature 15 42 se rétracte dans l'extension tubulaire 34 sous l'influence du ressort 48 relâchant ainsi, le disque obturateur 24 et découvrant 1*ouverture 32 pratiquée au centre de ce dernier, la pression de fluide dans la chambre 14 agissant sur la face supérieure 25 du disque obturateur 24 va toujours être suffisante pour conserver ce 20 disque obturateur en appui sur la paroi annulaire 20, puisqu'une force.plus faible va agir sur la face annulaire inférieure 27 du disque 24 du fait de la pression inférieure régnant dans l'orifice de sortie 22. En conséquence, le fluide sous pression s'écoule d'abord de la chambre 14 à l'orifice de sortie 22 par l'ouverture 25 32 qui agit en tant que réducteur de flux amenant, de ce fait, la pression à l'orifice de sortie 22 à augmenter d'une façon progressive. Afin de mieux comprendre le fonctionnement et les avantages de l'électrovalve ci-dessus décrite, une de ses réalisations 30 préférées s'appliquant à un système de freinage hydraulique anti-■ patinant pour véhicules, va maintenant être décrite en faisant référence à lg&igure 2. Une pompe hydraulique volumétrique 50 installée sur le véhicule (non montré) fonctionne continuellement lorsque ce véhi-35 cule est en marche pour retirer un fluide hydraulique d'un réservoir 52 par un conduit 54 et l'envoyer dans un conduit d'alimenta-, tion 56. Une soupape de modulation 58 avec deux conduits et un nombre infini de positions entre la position complètement ouverte 71 28597 2134326 et la position complètement fermée est du type normalement ouvert, reliant une dérivation 60 du conduit d'alimentation 56 à un conduit de décharge 62 retournant le fluide au réservoir 52 de manière que la pression dans le conduit d'alimentation 56 soit normalement éga-5 le à zéro. La soupape de modulation 58 est progressivement fermée par l'action d'une pédale 64 qui progressivement restreint le flux de fluide dans la soupape 58 amenant ainsi, une augmentation progressive de la pression dans le conduit d'alimentation 56. 10 Ce conduit d'alimentation 56 est relié à l'orifice d'en trée 12 de l'électrovalve 10 selon la présente invention et comme on l'a précédemment décrit en faisant référence à la figure 1. L'orifice de sortie 22 de l'électrovalve 10 est connecté par un conduit 66 à une entrée 68 d'un contrôleur hydraulique anti-patinage 70 15 comportant une autre électrovalve contrôlée par un solénoïde 72. Le contrôleur 70 porte un orifice d'alimentation 74 connecté à un conduit d'alimentation 76 qui aboutit à l'élément de commande 78 d' un étrier de frein agissant sur un disque de freinage 80 solidaire en rotation de la roue (non montrée) d'un véhicule. Le contrôleur 20 70 comporte également une sortie de décharge 82 connectée à un conduit de décharge 84 qui retourne le fluide au réservoir 52. Le contrôleur hydraulique anti-patinage 70 est normalement adapté pour délivrer le fluide sous pression provenant de l'entrée 68 à la sortie 74 lorsque son solénoïde 72 est désexcité et pour 25 connecter la sortie d'alimentation 74 à la sortie de décharge 82 lorsque le solénoïde 72 est excité. De nombreux types de contrôleurs hydrauliques anti-patinage existent, contrôleurs qui opèrent de cette manière pour moduler la pression de freinage appliquée à l'élément de commande du frein conformément à différents programmes 30 pour produire différentes variations dans cette pression de freinage et aboutir, en définitive, à un effet anti-patinant. Un exemple particulièrement avantageux de contrôleur hydraulique anti-patinage de ce type est décrit dans la demande de brevet ci-dessus mentionnée n° 67 775-A/71. 35 Les signaux électriques pour le solénoïde 72 du contrô leur hydraulique anti-patinage 70 sont dérivés d'un dispositif de contrôle électrique anti-patinage 86, de type connu également, 71 28597 ° 2134326 agissant en réponse à un signal électrique de vitesse injecté par la ligne 88 à partir d'un dispositif de mesure ou de détection de vitesse 90 associé à la roue. le même signal de contrôle électrique engendré par -le 5 dispositif 86 est également appliqué par me ligne 92 au solénoïde-46 de l'électrovalve 10 selon l'invention. Ainsi, lorsque le contrôleur 70 est actionné pour obturer son entrée 68 et pour décharger le fluide sous pression provenant du conduit d'alimentation 76 dans le conduit de décharge 84, l'électrovalve 10 est également 10 fermée. C'est pourquoi, la décharge de la pression de freinage se produit progressivement, en limitant l'amplitude de la modulation de la pression de freinage appliquée à l'élément de commande de frein 78 et, par conséquent, évitant tout à-coup ou secousse dans le freinage résultant du véhicule. A chaque désexcitation successive 15 des solénoïdes 72 et 46, le contrôleur hydraulique anti-patinage 70 rétablit la libre communication entre son entrée 68 et sa sortie d'alimentation 74, alors que l'électrovalve 10 rétablit également la communication entre son orifice d'entrée 12 et son orifice de sortie 22, communication freinée par la résistance à l'écoulement 20 dij/f?lulde constituée par l'ouverture 52 pratiquée dans le disque obturateur flottant 24 (figuré 1). En conséquence, l'augmentation de la pression de freinage à l'élément de commande 78, suivant chaque relâchement de la pression de freinage, se produit progressivement, aboutissant à une 25 fluctuation de pression complexe à l'élément de commande de freinage 78 due à l'action combinée de l'électrovalve 10 selon l'invention", et à celle du contrôleur anti-patinage 70, lesdltes fluctuations intervenant toujours d'une manière progressive à la fois au cours des augmentations- de pression ainsi qu'au cours des relâchements de 30 pression de freinage. 71 28597 7 2134326 - HEVEEDICA-ÎIONS - 1.- Valve électriquement contrôlée ou électrovalve pour -la commutation de circuits hydrauliques ayant un orifice d'entrée et un orifice de sortie, et une armature magnétique élastique sollicitée vers une première position et pouvant se déplacer à une 5 seconde position sous l'effet d'excitation d'un solénoïde, caractérisée en ce qu'elle comprend une chambre 14 entre les orifices d'entrée et de sortie 12,22, un obturateur mobile 24 à l'intérieur de la chambre 14 traversé par un trou réducteur de flux 32 et influencé par un dispositif élastique antagoniste 30 pour se séparer 10 d'un siège de soupape 20 co-axial avec l'orifice de sortie 22, le mouvement de l'armature 42 lorsque le solénoïde est excité, amenant l'obturateur 24 en contact de pression contre'le siège de soupape 20 et obturant en même temps le trou réducteur 32 coupant ainsi toute communication entre l'orifice d'entrée 12 et l'orifice de 15 sortie 22 l'obturateur 24 étant maintenu en contact avec le siège de soupape 20 après le retour de l'armature 42 consécutive à la désexcitation du solénoïde 46, par la pression du fluide à l'intérieur de la chambre 14 provenant de l'orifice d'entrée 12 de maniéré que le flux.de fluide renouvelé de l'orifice intérieur 12 à 20 l'orifice extérieur 22 sont, tout au moins au début, partiellement réduit. 2.- Valve selon la revendication 1, caractérisée en ce que le siège de soupape co-axial avec l'orifice d'entrée 22 est formé par une paroi annulaire 20 se projetant verticalement à partir 25 d'une paroi de fond de la chambre 14, ladite paroi annulaire entourant l'orifice de sortie 22. 3Valve selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le dispositif antagoniste élastique agissant sur l'obturateur 24 est constitué par un ressort hélicoïdal de compression 30 30 interposé entre l'obturateur 24 et la paroi de la chambre 14 entourant le siège de soupape 20, ledit ressort agissant également en tant que ressort de centrage.