Brevet FR2394124A1 — publié le 19790105

La présente invention a pour objet un régulateur de pression pour systèmes d'alimentation en air comprimé et plus particulièrement pour ceux des véhicules automobiles, comportant une valve de sortie chargée par un res- sort de fermeture, dont le corps de soupape est susceptible autre mis dans sa position d'ouverture par l'intermédiaire doun piston de co'ssande, mouvement au cours duquel de l'air comprimé passe par un distributeur pilote réglable dans une chambre de distribution prévue au-dessus du piston de commande. Un régulateur de pression de ce genre est bien connu par le brevet allemand 1 248 987 et aussi par le brevet allemand 9 628 162. Le système d'alimsntation en air comprimé d'un véhicule automobile comporte d'ordinaire un régulateur de pression auquel il incombe de maintenir la réserve d'air comprimé nécessaire, prévue sur le véhicule ou de la compléter en cas de consommation. L'air comprimé excédentaire est déchargé dans l'atmosphère pendant la phase inactivez La commutation entre la phase de travail sous charge et la phase à vide est accompagnée d'un bruit non négligeable.Les demandes publiées de brevets allemands DT-OS 23 42 108 et DT connaitre des régulateurs de pression à amortissement du bruit, comportant des filtres ou des anortisseurs de bruit incorporés pour réduire le bruit, mais ces dispositifs présentent l'inconvénient d'augmenter inutilement la pression de retenue pendant la phase à vide, ce qui est gênant pour le refroidissement du compresseur pendant la marche à vide, Et les filtres montés dansle régulateur présentent l'inconvénient spécial de filtrer aussi l'air déchargé dans l'atmosphère et de retenir dans l'installation des éléments polluant le système d'alimentation en air comprimé9 au lieu de les rejeter dans l'atmosphère. Par conséquent, ces filtres tendent à se boucher toujours davantage, après un certain temps de service, ce qui augmente à son tour encore l'accumulation de la pressions Le régulateur de pression connu par la demande DT-PS 12 48 987 possède deux ressorts de fermeture qui agissent sur le corps de soupape de la valve de décharge. L'un de ces ressorts est disposé sous le corps de la soupape dans l'enveloppe du dispositif.L'autre est intercalé entre le piston de commande et le corps de soupape0 La tension des deux ressorts détermine la pression de sécurité de la soupape de sûreté constituée par la valve de décharge ge. La face frontale du piston de commande est soumise à la pression de l'air comprimé provenant du réservoir contenant la réserve d'air comprimé, lorsque le distributeur pilote a dégagé la voie menant dans la chambre de distribu tion au-dessus du piston de commande0 Au côté arrière du piston de commande, l'air provenant du distributeur pilote est alimenté sous commande, Les deux surfaces actives, du côté frontal et arrière du piston de commande, ont la même grandeur.On a ainsi un équilibre entreles forces auxquelles le piston de commande est soumis, si bien que lors de l'ouverture de la valve de décharge, sa surface active agit. La surface active du corps de soupape de la valve de décharge détermine le Moment de son ouverture. L'ouverture est relativement brusque, ce qui occasionne un bruit de coupure considérable (claquement de coupure). Un bruit semblable accompagnant la coupure se produit aussi dans le cas du régulateur de pression selon le brevet allemand 16 28 162. Hais dans ce cas, l'arrière du piston de conarde n'est pas sounis & la pression de il air provenant du distributeur, lais à la pression atmosphérique admise par l'interîédiaire du corps de soupape creux de la valve de décharge. Un autre piston est prévu sous le piston de commande, mais ce piston supplémentaire fait seulement fonction de support pour le ressort de fermeture et de sécurité.Seulement quand la pression réglée par le distributeur agit, le ressort de fermeture atteint la tension de ferneture et de sécurité souhaitée, de sorte que la pression entre les surfaces d'étanchéité de la valve de décharge n'atteint le degré souhaité que quand le système est en position active. malgré l'utilisation de deux pistons, un claquercnt considérable se fait entendre au moment de la coupure, parce qu'il suffit qu'une pression relativenent faible soit admise au piston de cornande pour qu'il exerce sa fonction0 Le piston auxiliaire, servant d'appui au ressort de rareté et de fermeture, auquel est admise la-pression sous la commande du distributeur, stapplique contre un gradin de l'enveloppe du dispositif sous l'effet de cette pression, et dans cette position il ne transmet au ressort qu'une partie de la force qui agit sur lui. Une compensation de la force de pression qui agit sur la surface efficace du corps de soupape de la valve de décharge n'est pas recherchée par cet agencement, ni obtenue. Le ressort est ainsi seulement porté à un état de précontrainte donné, qui correspond à la pression de sécurité. La présente invention a pour objet la réalisation d'une forme plus évoluée d'un régulateur de pression du type décrit ci-dessus, de manière à réduire le bruit gênant lors de la coupure. Suivant la présente invention, le but visé est atteint d1À fait que le piston de commande est subdivisé en un piston d'équilibrage pour la valve de décharge et en un piston d'arrêt colportant du c8té frontal et du c8té arrière des surfaces actives de grandeurs différentes et que le piston d'équilibrage est au moins mécaniquement relié au corps de soupape de la valve d'échappement. Cela offre la possibilité de soulager le corps de soupape de la valve de décharge au moins dans une large mesure. Et d'autre part on peut choisir à volonté le rapport entre les aires des surfaces actives du piston en construisant le régulateur, ce qui permet de fixer le point de coupure et le déroulement de la course de coupure dans le temps. Plus particulièrement, il est possible d'agencer le dispo sitif de telle façon que le mouvement de coupure du piston d'arrêt n' intervienne que quasi il s 'est accumulé dans la chambre de distribution une pression correspon dant au moins approximativement à la pression admise par le distributeur pilote. il en résulte un décalage dans le temps entre la phase d'ouverture de la valve de décharge et de la phase subséquente d'échappement de l'air comprimé. Ce retardement réduit le bruit. Cette forme de réalisation du régulateur offre des avantages supplémentaires parce qu'on peut utiliser pour sa construction des éléments dont la fabrication est moins coûteuse et dont le montage est plus facile. L'aire de la surface active du piston d'équilibrage à laquelle l'air comprimé est alimenté est calculée en rapport avec celle de la surface active du corps de soupape de la valve de décharge à laquelle leair comprimé est admis, le rapport entre ces deux aires pouvant être supérieur à 1, égal à 1, ou inférieur à 1.Si la surface active du piston d'équilibrage est plus petite que la surface active du corps de soupape de la valve de décharge, on a réalisé dans le régulateur de pression en même temps la valve de décharge et une soupape de sûreté, la pression de sécurité étant également déterminée par le ressort de fermeture Lorsque les surfaces actives respectives du piston d'équilibrage et du corps de soupape de la valve de décharge ont la même grandeur, la pression entre les surfaces d'étanchéité de la valve de décharge est réglable indépendamment de la pression provenant du distributeur pilote.Cela veut dire que cette pression entre les surfaces d'étanchéité de la valve de décharge dépend seulement de loé- nergie du ressort de fermeture, et que la pression entre les surfaces d'étanchéité dè la valve de décharge est toujours la même, que le régulateur de pression soit employé dans le domaine des basses pressions ou des hautes pressionse Enfin, la surface active du piston d'équilibrage peut etre plus grande que la surface active du corps de soupape de la valve de décharge. Dans ce cas, on peut donner au ressort de fermeture une plus faible dimension parce que, outre la pression exercée par le ressort de fermeture, une pression partielle est exercée dans le sens de la fermeture par la surface active du piston d'équilibrage, de sorte que le total de ces forces détermine la tension de sécurité.Hais on ne peut pas supprimer entièrement le ressort de fermeture, parce que, même si elle n'est pas sous pression, la valve de décharge doit se fermer ou être maintenue fermée pourpermettre le passage à la phase de travail sous charge. Le rapport de l'aire de la surface active à laquelle l'air comprimé est admis par l'intermédiaire du distributeur pilote, à celle de la surface active disposée à l'arrière du piston d'arrêt est supérieur à i mais seulement légèrement plus grand que 1, pour réduire le bruit. il en résulte un ralentissement du déroulement du mouvement de coulure. Si, en outre, la surface active du piston d'équilibrage est plus grande que la surface active du corps de soupape de la valve de décharge, il faut que le rapport entre les surfaces actives du piston d'arrêt soit également et d'une manière correspondante supérieur à 1. Le piston d'équilibrage est guidé de manière étanche dans le piston d'arrêt. L'espace entre le piston d'équilibrage et le piston d'arrêt communique avec l'atmosphère ambiante et cela de préférence par l'intermédiaire du corps de coupape creux de la valve de décharge. Le piston d'arrêt est guidé de manière étanche dans le carter du régulateur de pression. Pour pouvoir choisir le rapport entre les surfaces actives du piston d'arrêt indépendamment du diamètre du piston d'équilibrage, on peut réaliser le piston d'arr8t sous forme d'un piston différentiel à gradins, guidé dans le carter du régulateur de pression avec des étoupages en deux endroits, l'espace entre les deux garnitures d'étanchéité étant également en cominication avec l'atmosphère ambiante. Le ressort de fermeture du régulateur de pression peut etre réglable sur le carter, à l'aide d'une butée déplaçable servant d'appui au ressort pour contribuer encore à l'adaptation aux modes de fonctionnement et aux rapports souhaités. L'invention sera décrite ci-dessous plus en détail, en référence au dessin annexé qui en illustre deux formes de réalisation préférées. Dans ce desiin : La figure 1 est une vue en coupe du régulateur de pression dans une première forme de réalisation, et La figure 2 est une représentation analogue d'une deuxième forme de réalisation du régulateur de pression. Le régulateur de pression illustré par la figue 1 présente sur son carter 1 un raccord 2 sur lequel est branchée la conduite 3 provenant du compresseur du système d'alimentation en air comprimé. Le raccord 2 conduit à une chant bre 4 qui conduit par l'intermédiaire d'une soupape de retenue 5 au raccord 6, sur lequel se branche la conduite 7 qui, elle, conduit par l'intermédiaire des dispositifs usuels et connus au réservoir d'air comprimé. Par ailleurs, la chambre 4 est en communication avec un logement ou raccord 8 destiné à l'alimentation d'appareils auxiliaires. En aval de la soupape de retenue 5 une conduite 9 mène vers la chambre 11 par l'intermédiaire d'un clapet d'étranglement 10. Dans la chambre Il, est prévu le piston 12 du distributeur pilote. Ce piston s'appuie contre le carter par l'intermédiaire du ressort 13, dont la tension est réglable à l'aide de la vis de réglage 14. Le piston 12 présente un prolongement 15, sur lequel coulisse le corps de soupape 16, le ressort 17 serrant ce corps de soupape contre son siège 18. Dans le prolongement 15, des canaux 19 et 20 sont prévus de la manière représentée au dessin, par ces canaux ainsi que par la fente annulaire 21, la chambre de distribution 22 communique avec l'atmosphère, l'alésage 23 du carter 1 servant à cet effet. Le piston d'arrêt 24 est guidé de manière glissante et étanche dans la chambre de distribution 22. Le piston d'arrêt 24 présente, du coté frontal, la surface active 25 qui est circulaire, et du côt! arrière la surface active 26 qui est annulaire. Le rapport entre les aires de ces surfaces actives 25 et 26 est en tout cas supérieur à 9 pour permettre le mouvement de commande, mais ce rapport n'est que de peu supérieur à 1 pour que le mouvement de commande soit ralenti, ce qui assure la réduction du bruit, A l'intérieur du piston d'arrêt 24, le piston d'équilibrage 27 est logé et guidé de manière étanche0 Ce piston 27 est relié au moins mécaniquement au corps de soupape 28 de la valve de décharge 29, 300 De préférence, le piston d'équilibrage 27 est réalisé d'une seule pièce avec le corps de soupape 28 de la valve do décharge0 La valve de décharge est constituée par le plateau de soupape 29 qui coopère avec le siège 30 du caté du carter0 La valve de décharge 29, 30 est soumise à la sollicitation du ressort de fermeture 31qui le pousse à adopter sa position de fermeture0 L'espace 32 entre le piston d'arrêt 24 et le piston d'équilibrage 27 est relié à l'atmosphère par lUintermé- diaire d'un alésage 33 dans le corps de soupape 280 Le piston d'équilibrage 27 présente la surface active 34 de forme annulairee Cette surface active 34 est calculée par rapport à la surface active 35 du corps de soupape 28 de la valve de décharge 29D 30o Le rapport entre les surfaces actives 34 et 35 peut se monter à une valeur plus grande, égale ou plus petite que 1, selon les propriétés qu'on veut conférer au dispositif0 rn général, il est recommandé que ce rapport ne soit' pas trop éloigné de 1. Le fonctionnement du régulateur de pression est connu pour une bonne parts L'air comprimé fourni par le compresseur et qui s'écoule par la conduite 3 vers le raccord 2 et la chambre 4, passe par la soupape de retenue 5, qui à å chaque course de refoulement, par le raccord 6 et par la conduite 7, vers les réservoirs air comprimé0 Simultanément, la pression de la chambre il augmente jusquà ce que les réservoirs air comprimé soient remplis et qu'une force supérieure à la tension du ressort 13 soit atteintes Par conséquent, le distributeur pilote ouvre et la commutation de la phase de travail sous charge à la phase à vide est amorcée, Le piston 12 est soulevé davantage dans la chambre 11, jusqu'à ce que le prolongement 13 soulève le corps de soupape 16 du siège 18e Par ce mouvement, la communication des canaux 19, 20 avec la fente annulaire 21 a été coupée. L'air comprimé atteint alors la chambre de distribution 22, et par conséquent la surface active 23 du piston d'arrêt 24a La pression admise par le distributeur pilote agit sur la surface active 26 prévue à 19arrière du piston dearrêt 24. La pression dans la chambre de distribution 22 n'est donc pas immédiatement capable de provoquer le mouvement de coupure.Cette pression doit d'abord augmenter et au moins se rapprocher de la pression admise par le distributeur pilote pour que le piston d'arrêt 24 puisse se mettre lentement en mouvement0 Le mouvement du piston d'arrêt 24 est aussi transmis au piston d'équilibrage 27 et par conséquent au corps de soupape 28 de la valve de décharge 29, 30, de sorte que cette dernière ouvre, et alors la phase à vide commence. La commande du début de la phase de travail sous charge se fait de manière connue. Dans la forme de réalisation selon la figure 1, il n'est prévu que deux garnitures d'étanchéité dans la zone du piston de commande subdivisé, soit une première garniture sur le piston d'arrêt 24 et une autre garniture sur le piston d' équilibrage 27. Par le choix du diamètre du piston d'équilibrage 27 en fonction de l'aire de la surface active 35 de la valve de décharge, le rapport entre les grandeurs des surfaces actives 25 et 26 se trouve également déterminé pourvu que le diamètre du piston d'arrêt 24 reste constant. Pour pouvoir choisir arbitrairement le rapport des surfaces citées en dernier lieu, on peut réaliser le régulateur de pression de la manière représentée à la figure 2.Dans ce cas, le piston d'arrêt 24 est réalisé sous forme d'un piston différentiel à gradin, et il présente une garniture d'étanchéité supplémentaire 36 dont le diamètre peut astre choisi à volonté. Cela permet de choisir et de déterminer arbitrairement le rapport entre la surface active 25 et la surface active 26. La réalisation du piston différentiel à gradin aboutit à la formation d'une chambre supplémentaire 37 qui est rutilement aussi mise en communication par l'alésage 38 avec l'espace 32, et en conséquence par l'intermédiaire de l'alésage 33 avec l'atmosphère ambiante. Deux formes de réalisation du piston d'équilibrage sont représentées à la gure 2 - chacune en demi-coupe - l'une à la moitié droite du dessin et l'autre la la moitié gauche. Le fonctionnement du régulateur de pression selon la figure 2 est analogue au fonctionnement du régulateur ce pression illustré par la figure t. REVENDICATIONS 1. Régulateur de pression pour systèmes d'alimentation en air comprimé et plus particulièrement pour ceux des véhicules automobiles, comportant une valve de sortie chargée par un ressort de fermeture, dont le corps de soupape est susceptible d'être mis dans sa position d'ouverture par l'intermédiaire d'un piston de commande, mouvement au cours duquel de l'air comprimé passe par un distributeur pilote réglable dans une chambre de distribution prévue au-dessus du piston de commande, caractérisé en ce que le piston de commande est subdivisé en un piston d'équilibrage pour la valve de décharge, et en-un piston d'arrêt comportant du côté frontal et du côté arrière des surfaces actives de grandeur différente, et que le piston d'équilibrage est au moins mécaniquement relié au corps de soupape de la valve d'échappement 2. Régulateur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aire de la surface active du piston d'équilibrage à laquelle l'air comprimé est alimenté est calculée an rapport avec celle de la surface active du corps de soupape de la valve de décharge à laquelle l'air comprimé est admise 3. Régulateur de pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface active du piston d'équilibrage est plus petite que celle du corps de soupape de la valve de décharge, afin de constituer en même temps une soupape de sûreté dans le régulateur de pression. 4. Régulateur de pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les surfaces actives respectives du piston d'équilibrage et du corps de soupape de la valve de décharge ont la même grandeur, pour que la pression entre les surfaces d'étanchéité soit réglable indépendamment de la pression provenant du distributeur pilote. 5. Régulateur de pression selon la revendication 9 ou 2, caractérisé en ce que la surface active du piston d'équilibrage est plus grande que la surface active du corps de soupape de la valve de décharge, afin de réduire les dimensions du ressort de fermeture. 6. Régulateur de pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le rapport de l'aire de la surface active à laquelle l'air comprimé est admis par l'intermédiaire du distributeur pilote à celle de la surface active disposée à l'arrière du piston dearrêt est supérieur à 9 mais seulement légèrement plus grand que 1. 7. Régulateur de pression selon l'une des revendications 9, 5 et 6, caractérisé en ce que le rapport entre les surfaces actives du piston d'arrêt est plus grand que 1, pour surmonter une composante de force du piston d'équili- age antagoniste au mouvement de fermeture. 8. Régulateur de pression selon l'une des revendications 9, 5, 6 et 7, caractérisé en ce que l'espace entre le piston d'équilibrage et le piston d'arrêt conoaunique avec 1 'atmosphère ambiante. -9. Régulateur de pression selon la revendication 8, caractérisé en ce que le corps de soupape de la valve de décharge est creux et que son creux débouche dans l'espace entre le piston d'équilibrage et le piston d'arrêt. 10. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston d'arrêt est guidé de manière étanche dans le carter du régulateur de pression. 11. Régulateur de pression selon la revendication 10, caractérisé en ce que le piston d'arrêt est réalisé sous forme d'un piston différentiel à gradin, guidé dans le carter du régulateur de pression, avec un étoupage en deux endroit, l'espace entre les deux garnitures d'étanchéité étant en comru- nication avec l'atmosphère ambiante. 12. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ressort de fermeture est réglable sur le carter à l'aide d'une butée déplaçable servant d'appui au ressort.