Brevet FR2268673A1 — publié le 19751121

La présente invention concerne une soupape de frein hydraulique, notamment pour la commande d'une installation de frein de remorque de véhicule, avec un élément de commande qui est disposé dans l'alésage d'un carter, qui ferme un raccordement à une pompe dans ltétat de non-freinage et régule la pression dans un raccordement au frein en fonction de la force de freinage, ledit élément commandant pour cela les liaisons entre ce raccordement d'une part et d'autre part le raccordement de la pompe et le raccordement de la décharge, et se trouvant soumis à la pression dans le raccordement au frein en sens inverse de la force de freinage, avec une première, une deuxième et une troisième chambre de commande réunies chacune à ltur. des raccordements pompe, frein et évacuation et avec un dispositif de limitation de la force maximale de freinage qui est branché entre un dispositif de manoeuvre et l'élément de commande et qui comporte un ressort précontraint placé entre deux élements mobiles l'un par rapport à l'autre et une butée solidaire du carter. On connaît une soupape de frein hydraulique du type signalé et destinée à un circuit fermé,qul comporte des soupapes à sieges pour la commande de liaisons entreles raccordements pompe, frein et évacuation. L'élément de commande en deux parties et la configuration avec soupapes à sièges rendent la soupape de frein relativement complexe et chère. Une partie mobile de l'élément de commande réalise l'étanchéi- té sur le pourtour extérieur avec des joints toriques, ce qui augmente son frottement dans l'alésage du carter et influence de façon défavorable le fonctionnement précis de la soupape de frein.Un autre désavantage consiste en ce que la chambre de commande, qui est en permanence sous haute pression et qui est reliée au raccordement pompe, doit êtrerendue étanche vers l'extérieur, Mais surtout, pendant la décharge du raccordement frein au niveau du raccordement évacuation, il peut se produire des à-coups de pression qui s'ajoutent à la pression de frein sur ltélément de commande et ont une mauvaise influence sur une régulation précise de la pression de frein. Cela peut conduire également à un comportement instable de la soupape de frein en fonctionnement.Un autre inconvénient consiste en ce que les cuvettes de ressort appartenant au dispositif de limitation de la pression maximale de frein stappuient à des pièces en forme de manchon de l'élément de commande et à un poussoir de manoeuvre de cette façon, des forces excentriques peuvent s'appliquer a l'élément de commande et augmenter ainsi son frottement. Ce mode de construction du dispositif se prête également mal à des éléments de commande de petit diamètre. On connais également une soupape de frein hydraulique dont ]'élément de commande a la forme d'un tiroir à piston. Cette soupape est prévue pour un circuit ouvert et elle possède, à côté des raccordements pour pompe, frein et évacuation, un raccordement supplémentaire pour un utilisateur. Le tiroir est ici sollicité par la force de freinage par l'intermédiaire d'un ressort et en direction inverse de la pression de freinage. Ici, il est désavantageux que pendant la décharge du raccordement frein dans le raccordement évacuation, il puisse se produire des coups de bélier qui agissent, au moins momentanément sur une face du tiroir et influencent de façon défavorable la regulation de pression, parce que l'autre face ntest reliée au raccordement évacuation que par un long canal.En outre, le tiroir ne comporte aucun dispositif d'amortissement et il peut fonctionner de façon légèrement instable. De plus, pour distribuer de grandes quantités de fluide à l'utilisateura le tiroir possède un diamètre relativement grand ; un ressort supplémentaire est donc nécessaire pour son rappel. Le dispositif de limitation peut en outre exercer par son ressort des forces excentriques sur le tiroir et augmenter ainsi son frottement. Le but de l'invention est de réaliser de façon aussi simple que possible et en éliminant les inconvénients signalés, une soupape de frein hydraulique pour circuit fermé qui fonctionne de façon précise et stable. Le moyen d'atteindre le but de l'invention consiste en ce que l'élément de commande est un tiroir à piston connu en soit en ce que le tiroir est équilibré par rapport à la pression dans la troisième chambre de commande et définit une chambre d'amortissement qui est reliée uniquement par un premier étranglement avec le raccordement évacuation et agit à l'ouverture de la liaison entre le raccordement pompe et le raccordement frein3 en ce que le raccordement évacuation est en liaison par un deuxième étranglement avec la troisième chambre de commande et, par un canal, avec une chambre de réception qui se trouve dans le carter immédiatement à côté de la première chambre de commande et qui est rendue étanche par rapport à celle-ci à laide d'un tronçon du tiroir, La soupape de frein est ainsi de construction très simple.Son tiroir est équilibré contre la pression dans la troisième chambre de commande et il est ainsi insensible aux coups de bélier. Dans le raccordement évacuation lui-même, il ne peut plus se produire de coup de bélier à la décharge du raccordement frein, à cause du deuxième étranglement. Ainsi, il ne peut se produire non plus aucun coup de bélier sur un cté de la face du tiroir, de sorte que la pression de frein peut Btre régulée sans perturbation. La chambre d'amortissement et le premier étranglement empêchent une ouverture brutale de la liaison entre les raccordements pompe et frein et évitent les dangers d'oscillations.Grâce à une détermination appropriée de ces deux étranglements avec le biseau de réglage fin disposé sur le tiroir, on peut obtenir une soupape de frein travaillant de façon particulièrement stable, précise et rapide, On obtient une configuration particulièrement avantageuse de l'invention quand le dispositif de limitation-de la force maximale comporte une cartouche en forme de pot, glissant dans la chambre et danslaquelle est disposé le ressort précontraint qui s'appuie à un fond de la cartouche et, par l'intermédiaire d'un tampon mobile, à un anneau d'arrêt de la cartouche, de façon que la chambre soit fermée de façon étanche au fluide de pression vers l'extérieur, que la cartouche présente au moins une ouverture reliant ensemble ses deux faces et qu'un piston de commande du dispositif de manoeuvre s'appuie sur son fond, alors que le tampon s'appuie au tronçon de piston. De cette façon, l'huile de fuite s'échappant de la première chambre de commande peut graisser de tous côtés dans la chambre la cartouche du dispositif de limitation, de sorte qu'il ne s'y produit que de faibles pertes par frottement ; le mode de construction du dispositif de limitation permet une transmission centrale des forces, de sorte que le tiroir -à piston travaille de façon particulièrement pauvre en frottement, Par conséquent, un ressort de rappel supplémentaire est inutile et le tiroir seul peut comporter un rappel hydraulique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant au dessin unique annexé qui représente en coupe une soupape de frein hydraulique. La figure montre une soupape de frein 10 qui comporte un carter 11 ainsi qu'un dispositif de manoeuvre 12 annexé .d celui-ci. Le carter il possède un alésage traversant 13 destiné à un tiroir et comportant sous forme d'élargissement annulaire une première (14), une deuxième (15) et une troisième chambre de commande (16). La première chambre 14 est en liaison avec un raccordement-pompe 17, la deuxième chambre 15 avec un raccordement frein 18 et la troisième chambre 16 avec un raccordement évacuation 19. L'alésage 13 se prolonge au-delà d'un épaulement 21 servant de butée, par un alésage cylindrique 22 qui forme avec un carter de commande 23 une chambre de réception 24 pour un dispositif 25 de limitation. Un tiroir à piston 26 glissant dans l'alésage 13 présente trois tronçons 27, 28, 29 dont le premier 27 sert à l'étanchéité de la première chambre 14 par rapport à l'alésage 22. Le deuxième tronçon moyen 28 présente deux profils de commande 31, 32 portant chacun un biseau 33 de réglage fin et, dans l'état de non-freinage, il ferme la liaison entre le raccordement 18 et le raccordement 17. Le troisième tronçon 29 limite, avec un bouchon de fermeture 34 de l'alésage 13, une chambre 35 d'amortissement qui n'est reliée avec le raccordement 19 que par un perçage oblique 36 comportant un premier étranglement 37. Entre le raccordement 19 et la troisième chambre 16 est disposé un deuxième étranglement 38. Dans un alésage borgne 39 du tiroir 26 glisse de façon étanche une tige de pression 41 ; une chambre de pression 42 ainsi formée est- toujours en liaison par une ouverture 43 avec le raccordement 18. Par son extrémité libre 44, la tige 41 s'appuie au bouchon 34.Du raccordement 19 part un canal 45 dans la chambre 24 ans laquelle est placé le dispositif de limitation 25. Ce dernier possède une cartouche 46, en forme de pot, qui est guidée dans l'alésage 22 et sur le fond 47 de laquelle s'appuie un ressort 48 dont l'autre extrémité repose sur un tampon 49 mobile dans la cartouche 46. Le tampon 49 est poussé par le ressort 48 contre une bague d'appui 51 dans la cartouche 46 ; de plus, le tronçon de piston 27 s'appuie au centre du tampon 49. Dans son fond 47, la cartouche 46 possède un trou 52 reliant ensemble ses deux cotés ainsi que, sur la périphérie, une rainure longitudinale 53 pour le graissage parfait de la cartouche 46. Un Joint 54 entre le carter ll et le carter 23 étanche la chambre 24 vers l'extérieur et sert de butée pour la cartouche 46 Un piston de commande 56, qui est guidé dans le carter 23 et qui est sollicité hydrauliquement parl'intermédialre d'un raccordement de commande 551 s'appuie au fond 47 de la cartouche 46. Le piston 56 et la cartouche 46 avec le tampon interne 49 ont le même axe que le tiroir 26, si bien qutaucune force agissant de façon excentrique. ne put être transmise sur ce dernier. Le mode de fonctionnement de la soupape 10 est le suivant : an cas d'absence de pression de commande dans le raccordement 55, le tiroir 26 prend la position indiquée dans laquelle son premier tronçon 27 ferme le raccordement 17 dans lequel règne an penlanence une pression élevée provenant d'une source de fluide non représentée en détail. Le raccordement 18 est déchargé par l'intermédiaire du profil 31, de la chambre 16 et du deuxième étranglement 38 vers le raccordement 19. A la suite de cette liaison3 le fluide s'échappant par le profil 32 ne peut pas établir de pression dans le raccordement 18. Du raccordement 17 par le premier tronçon 27, le fluide de fuite parvient dans la chambre 24 où il arrive au travers du trou 52 et de la rainure 53, sur le côté de la cartouche 46 opposé au tiroir 26.La cartouche 46 est ainsi bien graissée ; le trou 52 permet un déplacement rapide de la cartouche 46 dans la chambre 24, parce que le fluide peut parvenir facilement de l'un des côtés de la cartouche sur l'autre côté. De la chambre 24, le fluide s'écoule par le canal 45 dans le raccordement 19 où, même en cas de desserrage du frein3 aucun coup de bélier ne peut se produire. Si, par lçintermédiaire du raccordement 551 une pression de commande provenant d'un maître cylindre non représenté en détail d'une installation de frein de véhicule tracteur agit sur le piston 56, celui-ci appuie sur la cartouche 46 qui, par l'intermédiaire du ressort 48 et du tampon 49, agit sur le. tiroir 26. Celui-ci se déplace alors vers la gauche, en poussant le fluide de la chambre 35 par l'étranglement 37 dans le raccordement 18 et ainsi aucun mouvement brusque ne peut se produire. A la suite de ce mouvement, le tronçon 28 interrompt la liaison entre la deuxième chambre 15 et la troisième 16 et il ouvre la liaison vers la première chambre 14.Il s'établit alors dans le raccordement 18 une pression qui agit également dans la chambre 42 par 1' ouver- ture 43e La pression de frein augmente jusqu'à ce qu'il s'établisse sur le tiroir 26 un équilibre entre les forces produites par la pression de frein et la pression de commande et ensuite, elle ferme de plus en plus la liaison vers le raccordement 17. Par une commande alternative d'ouverture et de fermeture des deux liaisons, la pression de frein est toujours réglée de façon courante sur une valeur qui est proportionnelle à la pression de commande tant que celle-ci ne dépasse pas une valeur maximale.Les profils 31 et 32 peuvent oestre aussi bien réalisés avec recouvrement positif ou négatif ; ils doivent cependant présenter dans tous les cas des biseaux 33 de commande fine qui sont adaptés à chaque fois aux données. La pression de frein maximale est déterminée par le dispositif 25 de limitation. Quand la cartouche 46 s'appuie à la butée 21, même si la pression de commande continue à augmenter sur le piston 56, seule la force du ressort 48 peut agir sur le tiroir 26 qui donne une pression de frein maximale correspondante. A l'abaissement de la pression de frein, le deuxième étranglement 38 agit de façon qu'aucun coup de bélier ne puisse se produire dans le raccordement 19 ni sur une face du tiroir 26.Dans la chambre 16, il peut ainsi s'établir effectivement une pression intermédiaire qui se trouve entre la pression de frein instantanée et la pression de retour5 mais qui n'agit pas sur le tiroir 26 équilibré en pression. Cette pression intermédiaire diminue en mEme temps la différence de pression existant devant et derrière le profil 31 associé, et ainsi l'écoulement, au passage le long du profil 31 ou au travers du biseau 33. Il s'ensuit sur le tiroir 26 des forces d'écoulement amoindries, qui provoquent un amortissement au cours de son mouvement vers la droite et permettent ainsi une pression de frein réglée avec précision. Le dispositif 25 ne peut transmettre des forces sur le tiroir 26 que dans la direction de l'axe,-ce qui évite des pertes par frottements à la suite de forces transversales. Le faible frottement sur le tiroir 26 et sur la cartouche 46 d'une part, ainsi que l'effet du deuxième étranglement 38 d'autre part, permettent un rappel purement hydraulique du tiroir 26 sans ressort supplémentaire. Le rapport de transmission entre la pression de commande et la pression de frein n'est, par suite, pas fausse. Les deux points d'étranglement 37, 38 sont déterminés avec les biseaux de réglage fin 33 sur les deux profils 31, 32 à la suite d'essais ; ceci permet à la soupape de frein, par un réglage précis et rapide de la pression de frein, de présenter un comportement particuliè- rement stable. Bien entendu5 diverses modifications peuvent astre apportées par l'homme de l'art aux dispositffs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Soupape de frein hydraulique, notamment pour la commande d'une installation de frein de remorque de véhicule, avec un élement de commande qui est disposé dans l'alésage d'un carter, qui ferme un raccorde- ment à une pompe dans l'état de non-freinage et régule la pression dans un raccordement au frein en fonction de la force de freinage, ledit élé- ment commandant pour cela les liaisons entre ce raccordement d'une part et d'autre part le raccordement de la pompe et le raccordement de la décharge, et se trouvant soumis à la pression dans le raccordement au frein en sens inverse de la force de freinage, avec une première, une deuxième et une troisième chambre de commande réunies chacune à l'un des raccordements pompe, frein et évacuation et avec un dispositif de limitation de la force maximale de freinage qui est branché-entre un dispositif de manoeuvre et l'élément de commande et qui comporte un ressort précontraint placé entre deux éléments mobiles l'un par rapport à ltautre et une butée solidaire du carter, caractérisée en ce que l'élément de commande est un tiroir à piston connu en soi, en ce que le tiroir est équlibré par rapport à la pression dans la troisième chambre de commande et définit une chambre d'amortissement qui est reliée uniquement par un premier étranglement avec le raccordement évacuation et agit à l'ouverture de la liaison entre le raccordement pompe et le raccordement frein, en ce que le raccordement évacuation est en liaison par un deuxième étranglement avec la troisième chambre de commande et, par un canal, avec une chambre de réception qui se trouve dans le carter immédiatement à côté de la première chambre de commande et qui est rendue étanche par rapport à celle-ci à l'aide d'un tronçon du tiroir. 2. Soupape selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de limitation de la force maximale comporte une cartouche en forme de pot glissant dans la chambre de réception et dans laquelle est disposé le ressort précontraint qui s'appuie à un fond de la cartouche et, par un tampon mobile, sur une bague d'appui de la cartouche, en ce que la chambre de réception est fermée vers l'extérieur de façon étanche au fluide, en ce que la cartouche présente au moins une ouverture reliant ensemble ses deux côtés et en ce qu'un piston de commande du dispositif de manoeuvre s'appuie sur son fond, alors que le tampon s'appuie sur le tronçon de piston. 3. Soupape selon la revendication 2, caractérisée en ce que le tiroir à piston, la cartouche avec le tampon et le piston de commande sont disposés de façon coaxiale les uns par rapport aux autres. 4. Soupape selon-l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le tiroir à piston comporte un deuxième tronçon commandant les deux liaisons de fluide hydraulique, ainsi qu'un troisième tronçon séparant la troisième chambre de commande de la chambre d'amortissement et en ce que le tiroir à piston reçoit une tige de pression dans un alésage borgne qui comporte une chanbre de pression reliée au raccordement de frein. 5. Soupape selon la revendication 2, caractérisée en ce que la cartouche présente sur son pourtour une rainure longitudinale. 6. Soupape selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que l'alésage du tiroir présente5 au passage dans la chambre de réception, un épaulement qui constitue la butée de la cartouche. 7. Soupape selon la revendication 4, caractérisée en ce que le deuxième tronçon de piston comporte un biseau de commande fine sur chacun des deux profils de commande.