Brevet FR2269439A1 — publié le 19751128

La présente invention, concernant le freinage des automobiles, est plus spécifiquement relative à des ensembles de valve hydrauliques destinés à Autre utilisés dans des véhicu-les, du genre comprenant un bottier qui présente un orifice d'entrée destiné à hêtre relié à une pompe hydraulique, une première valve5 sollicitée par ressort, entre orifice d'entrée et un premier orifice de sortie de détente et un étranglement d'écoulement entre l'orifice d'entrée et une deuxième valve permettant l'écoulement vers un deuxième orifice de sortie empêchant l'écoulement dans le sens inverse, le deuxième orifice de sortie étant adapté à entre relié à un accumulateur desservant un circuit de freinage de puissance. Dans les ensembles de valves connus de ce genre, le fonctionnement de la première valve est commandé par un piston de diamètre constant qui et soumis, à ses extrémités opposées, à la pression dans l'accumulateur et à la pression de la pompe et le piston est adapté à ouvrir la première valve lorsque la force résultante à laquelle il est soumis atteint une valeur prédéterminée qui est celle pour laquelle la pompe peut marcher au ralenti ou bien "tourner à vide" En pratique, lorsque la pomPe présente un débit de sortie régulier la première valve s'ouvre juste pour maintenir le débit de la pompe sensiblement à la même pression que celle de l'accumulateur. Ainsi la pompe continue à fonctionner et ne tourne pas à vide. Conformément à l'invention, dans un ensemble de val ves JVdrauliques du genre exposé le fonctionnement de la première valve est commandé par un piston différentiel qui se déplace dans un alésage en gradin dans le bottier et qui, à son extrémité de grande surface, se trouve en regard du deuxième orifice de sortie et, à son extrémité de plus petite surface, en regard de l'orifice d'entrée. Lorsque l'orifice d'entrée est relié à une pompe et le deuxième orifice ae sortie à un accumulateur hydraulique, la première valve est ouverte une fois que la pression dans l'accumulateur a atteint une valeur prédéterminée qui est in férieure à la pression maximale que la pompe est capable d'engenarer, puisque la force comprenant la pression d'accumula- teur, qui agit sur la grande surface, est suffisante pour surmonter la force agissant en sens inverse, à savoir la somme de la force du ressort et ae la pression de la pompe qui agit sur la petite surface. ainsi la pompe tourne à vide à tout autre instant que lorsque la pression de la pompe est requise pour mettre l'accumulateur sous pression. De préférence le bottier est pourvu d'un passage d'air qui relie à tout moment à l'atmosphère une portion de l'alésage en gradin qui contient un épaulement situé au niveau de la variation de diamètre, entre une paire de joints, espacés axialement, qui fournissent des joints hydrauliques entre les surfaces respectives complémentaires, grande et petite, du piston différentiel et de l'alésage en gradin. Il est commode que l'étranglement, assurant que la pression de la pompe puisse s'élever à une valeur supérieure à celle de la pression dans l'accumulateur, comprenne un passage de fuite situé dans le piston et que la deuxième valve soit une valve unidirectionnelle, placée.dans le piston entre le passage de fuite et l'accumulateur. Dans un mode de construction la deuxième valve, unidirectionnelle, comprend une pièce pouvant entrer en contact avec un siège qui entoure l'extrémité ouverte d'un alésage axial borgne dirigé longitudinalement dans le piston différentiel à partir de l'extrémite à grande surface et le passage de fuite est prévu dans la paroi radiale pour relier orifice d'entrée à l'alésage axial au travers de la portion d'alésage qui présente le plus petit diamètre. Pans un autre mode de construction la deuxième valve comprend un clapet de valve destiné à entrer en contact avec un siège disposé entre l'orifice d'entrée et le deuxième orifice, de sortie, et un ressort de rappel destiné à solliciter le clapet à entrer en contact avec le siège, l'étranglement d'écoulement comprenant un jeu entre le clapet et le- siège de façon à augmenter la pression effective à l'endroit de l'orifice d'entrée jusqu'à une valeur suffisante pour ouvrir légèrement la première valve et pour permettre l'écoulement jusou'au second orifice, de sortie. Ceci présente l'avantage que le piston différentiel peut entre de construction massive, sans comporter d'alésage borgne ni de passage de fuite radial. La force du ressort de rappel est choisie pour augmenteur la pression de fermeture au niveau au deuxième orifice, de sortie et pour solliciter le clapet de valve vers son siège de façon à restreindre l'écoulement vers le deuxième orifice, de sortie, au moins lorsqu'un accumulateur mis sous pression à partir du second orifice de sortie est partiellement chargé. l'ensemble de valves hydrauliques peut incorporer un moyen de relachement de pression en dérivation sur la première valve, qui place orifice d'entrée en communication directe avec le premier orifice de détente lorsque la première valve s'ouvre. Gommodément le moyen de reloachement de pression comprend un piston en gradin se déplaçant dans un alésage à diamètre constant, qui est disposé entre la première valve et le premier orifice, de sortie et le piston en gradin est prévu avec un passage de traversée étranglé au travers duquel l'orifice d'entrée communique avec la petite surface du piston différentiel, le piston à gradin pouvant être déplacé dans une direction convenant pour mettre l'orifice d'entrée en communication directe avec le premier orifice de détente lorsqu'une force comprenant la pression sur l'orifice d1entrée, agissant sur llextrémité du piston en gradin qui a une petite surface, dépasse la somme de la force sollicitant le piston dans le sens opposé et de la pression agissant sur la petite surface du piston différentiel qui agit également sur ltextrémité du piston en gradin à grande surface. Â titre d'exemples non limitatifs, trois modes de réalisation de l'invention sont représentés sur les dessins ci-annexés sur lesquels ; la figure 1 est une coupe longitudinale au travers d'un ensemble de valves hydrauliques pour véhicule la figure 2 est une coupe longitudinale au travers d'un autre ensemblede valves hydrauliques ; et la figure 3 est une coupe longitudinale au travers d'un autre ensemble encore de valves hydrauliques. L'ensemble de valves hydrauliques représenté sur la figure 1 comprend un bottier 1 pourvu dtun alésage 2 dirigé longitudinalement. l'alésage est~réalé.sé à ses extrémités opposées de façon à définir une chambre 3 qui loge une soupape de détente 4 et qui est fermée par un bouchon d'extrémité 5, et une portion d'alésage 6 qui est encore réalésée en?. Les portions d'alésage 6 et 7 définissent un alésage en gradin dans lequel se déplace un piston différentiel 8 ; la portion d'alésage annulaire en gradin, entre des joints espacés 9 et 1t portés par les portions de grand diamètre et de petit dia mètre du piston 8, est en tout temps en communication avec l'atmosphère par un passage d'air 11. La portion d'alésage 7 est réalésée en 12 pour loger une bride radiale 13 pouvant entrer en contact avec un arrêt 14 destiné à définir la position rétractée du piston 8 ; une portion 15,de diamètre réduit, du piston fait saillie dans un réalésage 16 qui est en outre fileté intérieurement et dans lequel se visse un accumulateur hydraulique, non représenté. Un orifice d'entrée 17, destiné à titre relié à une pompe hydraulique à haute pression, relie entre eux une por tion d'alésage 6, du c8té du joint 10 éloigné du passage d'air 11, et un étranglement d'écoulement 18 à l'accumulateur hydrau lique. L'étranglement 18 comprend un alésage axial borgne 19 qui est ménagé longitudinalement dans le piston 8, à partir de son extrémité à grande surface, et qui communique avec la portion d'alésage 6 par l'intermédiaire d'un passage de fuite radial 20, et une valve unidirectionnelle qui comprend un clapet de valve 21, ayant la forme dtune bille, destinée à s'engager dans un siège 22 à î1extrémité ouverte de l'alésage 19. le bottier est pourvu d'un premier orifice de sortie de détente 23, qui communique avec la chambre 3 et qui est prévu pour être relié à un réservoir de fluide, et d'un deuxième orifice de-sortie 24, destiné à être relié à un frein de véhicule et qui communique directement avec l'accumulateur par un passage 25. La soupape de détente 4 comprend un clapet de valve 26, qui est normalement sollicité, au moyen d'un ressort 27, à entrer en contact avec un siège 28, lequel comprend un épau lement au niveau de la variation de diamètre entre les por tions d'alésage 2 et 3. La surface du siège 28 est plus petite que celle de la portion d'alésage 6. En fonctionnement, en admettant que l'accumulateur soit déchargé, l'accumulateur est chargé par la pompe par l'intermédiaire du passage de fuite 20 et par l'intermédiaire de la valve unidirectionnelle 21, 22. A cause de l'étrangle- ment 18, le clapet 26 s'écarte légèrement du siège 28 contrai rement àla force du ressort 27, de sorte qu'une partie du fluide .sous pression est renvoyée au réservoir par l'intermé- diaire de l'orifice de détente 23. Lorsque la pression dans l'accumulateur, agissant Sur l'extrémité du piston 8 à grande surface, atteint une valeur prédéterminée, la force résultante agissant sur le piston 8 dédiasse la force du ressort 27 plus une force comprenant la pression dans la portion d'alésage 22, agissant sur l'extrémité du piston 8 à petite surface. Ceci fait que piston 8 s'écarte ae l'accumulateur, d'où il résulte que le clapet 26 est davantage écarté du siège 28, en augmentant la quantité de fluide sous pression provenant de la pompe qui est renvoyée au réservoir et le clapet 21 entre en contact avec le siège 22.Il s'ensuit que la pression de la pompe tombe au moins Ousqutà la pression de l'accumulateur.Lorsque ceci arrive le piston 8 est déséquilibré, en étant soumis seulement à la force de la pression dans l'accumulateur qui s'oppose à la force du ressort 27 et la valve 4, qui s'ouvre complètement, permet à la pompe de ralentir ou ae tourner à vide. Comme la pression de l'accumulateur diminue lors des applications du frein, le clapet 26 entre en contact avec le siège 28 dès lors que la force du ressort 27 est supérieure à la poussée de l'accumulateur, agissant sur l'extrémité du piston 8 à grande surface. La pression prédéterminée qui agit pour produire la fermeture de la soupape de détente 4 est sensiblenent inférieure à la pression pour laquelle cette soupape 4 s'ouvre lorsque l'accumulateur est complètement char e. Lorsque l'ensemble de valves doit être utilisé simplement comme moyen de décharge de la pompe, le clapet 26 peut comprendre une bille qui entre en contact avec le siège 28 lais si l'ensemble de valves doit entre utilisé dans un système de commande de direction dans lequel l'orifice de détente 23 est relié à un circuit de direction du type à centre ouvert, le clapet de valve 26 comprend, comme il est représenté, une plus grande tête portée par une tige solidaire 29 oui est uidée de façon hermétiQae dans un alésage 3G ménagé dans le bouchon 5 et l'alésage 30 communique avec l'atmosphère.Dans un tel mode de construction l'ensemble de valves agit également comme diviseur d'écoulement, tandis que l'accmulateur se charge, mais la soupape de détente 4 agit alors comme by- pass, de sorte que la pompe peut se décharger directement au réservoir par l'intermédiaire du circuit de direction lorsque l'acciuulateur est chargé. Lorsque la pression ae fluide s'ac croit dans la conduite allant de l'orifice 23 audit circuit, cette pression accrue agit su la tête plus large du clapet de valve 26 pour le solliciter à s'écarter du siège 28. Par la suite la pression fournie par la pompe est librement transmise au circuit de direction. L'ensemble de valves hydrauliques représenté sur la figure 2 est de construction semblable à celui décrit cidessus en se référant à la figure 1 et on a appliqué des repères correspondants aux pièces homologues. L'ensemble de la figure 2 est adapté à commander 1 'écoulement du fluide hydraulique d'une dompte à l'accumulateur hydraulique d'une part et à une valve de commande de puissance d'autre part. Pans la valve de commande hydraulique représentée sur la figure 2, un moyen de relâchement de pression 31 est disposé entre l'orifice d'entrée 17 et l'extrémité de l'alésage 6 auquel l'extrémité à petite surface du piston différentiel 8 fait face. Ainsi qu'on l'a représenté le moyen de relâchement de pression 31 comprend un alésage borgne 32 parallèle à l'alésage 2 et communiquant avec l'alésage 6 à l'extrémité à petite surface du piston 8 par l'intermédiaire d'un passage radial 33. L'alésage 32 est réalisé de façon à former une portion d'alésage cylindrique 34 et ce réalésage est évidé en 35 pour former une portion élargie dans laquelle débouche l'orifice d'entrée 17 et dont l'ëxtrémité vers l'extérieur est ferméepar un bouchon hermétique 36. La portion d'alésage cylindrique 34 est pourvue, en un point intermédiaire de sa longueur, d'une rainure annulaire 38 communiquant avec des passages 39 et 40, disposés diamétralement, qui vont du premier orifice de sortie de détente 23 à l'orifice 41, qui est adapté à entre relié à une valve de commande de puissance menant au réservoir. Un piston à gradin 42 présente une portion 43 de tlu-s grand diamètre, qui se déplace dans la portion alésée 34 et une portion 44 de plus petit diamètre passant dans le réalésage 35. La portion 44 est pourvue, à son extrémité libre, d'une bride radiale ajourée 45 qui est pourvue d'un clapet de valve unidirectionnel 46, lequel permet l'écoulement au travers des ouvertures dans la direction du bouchon 36.Le piston 44 est pourvu d'un alésage aveugle 47 communiquant avec la portion alésée 34et avec le réalésage 35 au travers d'un passage de fuite radial 48. l'alésage aveugle 47 est réalésé en 49 pour loger un ressort de rappel 50, lequel s'appuie contre un épaulement à l'endroit de la variation de diamètre entre l'alésage 47 et le réalésage 49, normalement pour solliciter le piston 45 dans une position rétractée, contre le bouchon 36 qui définit un arrêt. Daas la position rétractée la portion du piston 43 est dirigée axialement vers les cotés opposés de la rainure 38 de façon à couper la communication directe entre le réalésage 35 et le passage et en conséquence à diriger la communication entre l'orifice d'entrée 17 et 1' orifice 41 menant à la commande de puissance. lors du-fonctionnement, en admettant que 1'accumu- lateur soit déchargé, du fluide sous haute pression provenant de la pompe est amené à passer à partir de l'orifice d'entrée par le passage de fuite 48, le piston 42 et le passage 33 dans la portion d'alésage 6 dtoù il va à l1accumulateur- par 1 'intermédiaire de 1' étranglement 18 et de la valve uni directionnelle comme exposé ci-dessus.Au cours de ce fonc tionnement le piston 42 reste dans sa position rétractée, car la force qui est constituée par la pression dans le ré alésage 35, laquelle agit sur la surface effective du piston 42 comprenant la différence de surface des portions 43 et 44, est inférieure à la force du ressort 50 plus la force constituée par la pression agissant sur Il extrémité opposée du piston 42. Lorsque 1'accumulateur est complètement chargé et que le clapet de valve 26 est complètement écarté du siège 28 comme il a été décrit ci-dessus, la pression dans le passage 33, agissant sur 11 extrémité adjacente du piston, chute sensiblement et le piston 42 s'écarte du bouchon 36 pour venir dans une position de fonctionnement avancée, de façon que la variation de diamètre entre dans la rainure 38, dé sorte que l'orifice d'entrée 17 est relié directement à orifice 41 menant à la commande de puissance, bien qu'une partie du débit de la pompe arrive encore au passage 33. ainsi la pompe tourne à vide et peut ralentir Àu cours de ce mouvement du piston 42 leclapet 46 permet un écoulement au travers des ouvertures, de sorte que la bride 45 est soumise, sur ses cotés opposés, à des pressions égales. Mais, après que le moyen 38 de soula gement de la pression a été ouvert, la pression concentrée entre la bride 45 et le louchon 46,qui s'échappe par une fuite entre la bride et le réalésage 35,aide à maintenir le piston 42 dans la position de fonctionnement avancée. Lorsque la pression dans l'accumulateur a diminué et que le clapet 26 entre en contact avec le siège 28, la pression du fluide dans le passage 33 augmente pour maintenir le piston différentiel écarté du clapet 2ro et pour appliquer sur le piston en gradin 42 une force qui est suffisante, conjointement avec la force du ressort 50,pour ramener le piston 42 dans la position rétractée non agissante La valve supérieure comprenant le moyen de relâchement de pression 31 est disposée pour permettre/une grande proportion de f!écoulement d'aller à la commande et qu'une faible proportion charge l'accumulateur. L'ensemble de valves de la figure 3 doit entre utilisé simplement comme moyen-de dchårge pour une pompe. Ainsi le clapet de valve ?6 comprend une bille destinée à entrer en contact avec le siège 28. Dans le mode de construction représenté sur la figure 3, le piston différentiel 8 est massif et l'étranglement 18 comprend un alésage 51 parallèle à l'alésage 2 et menant au réalésage fileté 16 par un ré alésage 52. Un clapet de valve comprenant une bille 53 est logé dans le réalésage 52 et est adapté à etre sollicité à entrer en contact avec un siège 54 à l'endroit de la variation de diamètre au moyen d'un ressort de compression 55, se logeant dans une conformation de retenue en cuvette 56, qui s'applique contre une plaque d'ar ret 57 vissée dans le réalésage 16. La bille 53 et le siège 54 définissent une valve unidirectionnelle et un étranglement d' écoulement. En fonctionnement, en admettant que l'accumulateur soit déchargé, l'accumulateur est chargé par le passage 51 et la valve unidirectionnelle 53, 54. Lorsque la pression dans l'accumulateur monte jusqu'à une première pression prédéterminée, la bille 53 est sollicitée vers son siège 54 pour restreindre l'écoulement au travers du réalésage 52 et pour faire que la pression s'élève dans le passage d'entrée 17, ce qui sollicite le clapet 26 à s'écarter légèrement du siège 28, de sorte qu'une partie du fluide sous pression est renvoyée au résorvoir par l'orifice de détente 23. Avec ce mode de construction le clapet 26 ne s'ouvri- ra complètement qu'après que la pression dans l'accumulateur aura at-teint une deuxième valeur prédéterminée, supérieure à la première, pression qui suffit pour amener le piston 8 à s'écarter de l'accumulateur, comme il a été décrit ci-dessus en se référant à la figure 1. La force du ressort 55 détermine les caractéristiaunes ae l'étranglement. Ceci présente l'avantage que le passage de fuite prévu dans la structure de la figure I est omis, ce qui facilite la fabrication. La construction et le fonctionnement du mode de réalisation de la figure 3 sont par ailleurs les mimes que pour la figure 1 et on a utilisé des repères correspondants pour les parties homologues. R E v E ïÇ P I C I O i S 1. Ensemble de valves hydrauliques destiné à être utilisé dans des véhicules, comprenant un bottier qui présente un orifice d'entrée destiné à être relié à une pompe hydraulique, une première valve sollicitée par ressort entre l'ori- fice d'entrée et un premier orifice de détente de sortie et un étranglement d'écoulement entre l'orifice d'entrée et une deuxième valve permettant l'écoulement vers un deuxième orifice de sortie pour empêcher l'écoulement en sens inverse, le deuxième orifice d'écoulement étant adapté à être relié à un accunulateur desservant un circuit de freinage de puissance, dans lequel le fonctionnement de la première valve est commandé par un piston soumis, à ses extrémités opposées, à la pression dans l'accumulateur et à la pression de -la pompe, caractérisé en ce que le piston comprend un piston différentiel qui se déplace dans un alésage en gradin dans le boîtier et qui se trouve en regard, par son extrémité de grande surface, du deuxième orifice de sortie, et par son extrémité de plus petite surface, de l'orifice d'entrée. 2. Ensemble de valves hydrauliques selon revendication 1, caractérisé en ce que le bottier est pourvu d'un passage d'air reliant à l'atmosphère en tout temps une portion de l'alésage en gradin qui contient un épaulement à l'endroit de la variation de diamètre et aui est placé entre une paire de joints axialement espacés, réalisant des fermetures hydrauligues entre les surfaces respectives complémentaires, grande et petite, du piston différentiel et de l'alésage en gradin. 3. Ensemble de valves hydrauliques selon revendicatin 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étranglement comprend un passage de fuite situé dans le piston et que la deuxième valve est une valve unidirectionnelle qui est située dans le piston entre le passage de fuite et l'accumulateur. 4. Ensemble de valves hydrauliques selon revendication 3, caractérisé en ce que la deuxième valve unidirectionnelle comprend une pièce pouvant entrer en contact avec un siège qui entoure l'extrémité ouverte d'un alésage axial aveugle, situé longitudinalement dans le piston différentiel, à partir de l'extrémité à grande surface et que le passage de fuite est prévu dans la paroi radiale du piston pour relier l'orifice d'entrée à l'alésage axial passant au travers de la portion d'alésage qui a le plus petit diamètre. So Ensemble de valves hydrauliques selon ltune des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la seconde valve comprend un clapet de valve ou pièce analogue destiné à entrer en contact avec un siège disposé entre l'orifice entrée et le second orifice de sortie et un ressort de rappel pour solliciter ledit clapet à entrer en contact avec le siège, l'étranglement d'écoulement comprenant un Jeu entre le clapet et le siege pour accroStre la pression effective au niveau de l'orifice d'entrée jusqu'à une valeur suffisante pour ouvrir légèrement la première valve et pour permettre l'écoulement vers le second orifice d'écoulement. 6. Ensemble de valves hydrauliques selon revendication 5, caractérisé en cé que le piston différentiel a une structure massive. 7. Ensemble de valves hydrauliques selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de relachement de-pression en dérivation sur la première valve et en ce que l'orifice d'entrée est ainsi mis en communication directe avec le premier orifice de détente lorsque la première valve s'ouvre, 8.Ensemble de valves hydrauliques selon revendication 7, caractérisé en ce que le moyen de reltchement de pression comprend un piston en gradin se déplaçant dans un alésage à diamètre constant disposé entre la première valve et le premier orifice de détente et que le pston en gradin est pourvu dlun passage de traversée étranglé au travers duquel l'ori fice entrée communique avec la petite surface du piston différentiel, le piston en gradin pouvant se déplacer dans un sens pour mettre l'orifice d'entrée en communication directe avec le premier orifice de détente lorsqu'une force compre naut la pression au niveau de l'orifice d'entrée agissant sur 1 'extrémité du piston en gradin qui a une petite surface dépasse la somme de la force sollicitant le piston en sens in verse et de la pression agissant sur la petite surface du pistole différentiel, qui agit également sur 1 1extrémité du piston en gradin à grande~surface.