Brevet FR2433146A1 — publié le 19800307

La présente invention se rapporte à une valve de barrage du type contrô lant la mise en communication d'une source de fluide sous pression avec plusieurs circuits de sortie séparés et comportant un clapet d'obturation porte par un piston de contrôle repoussé respectivement dans le sens de la fermeture du clapet par un ressort taré et dans le sens de l'ouverture du clapet par la pression d'alimentation de la valve et la pression du circuit de sortie. Il est connu de grouper plusieurs valves de barrage dans un corps principal commun pour réaliser une valve à sorties multiples et à alimentation unique. L'un des avantages de ce mode de réalisation réside dans le fait que la pression d'ouverture de chaque circuit peut-être réglée avec précision par le tarage du ressort agissant sur le piston de la valve de barrage du circuit. Par contre, il apparaît souvent que le remplissage du circuit resté sain sur un véhicule est très long, lorsque ce circuit a été complètement purgé et que les autres cir cuits sont défaillants et sont tarés à une pression supérieure.- De plus, avec la multiplication des circuits de freinage et d'assistance sur les véhicules, ces valves de barrage multiples deviennent de plus en plus onéreuses et le tarage des différents circuits s'avère délicat.La dérive de ces valves, c'est- -dire leur déréglage progressif dans le temps, conduit dans certaines conditions à la non réalimentation des circuits défaillants. La présente invention se propose notamment de remédier à ces inconvénients et de réaliser une valve de barrage à plusieurs circuits qui soit à la fois peu onéreuse, fiable, fidèle et aisée à régler. La présente invention a en fait pour objet une valve de barrage multiple du type contrôlant la mise en communication d'une source de fluide sous pression telle qu'un compresseur drair avec plusieurs circuits de sortie séparés et comportant, pour chaque circuit, un clapet d'obturation repoussé respectivement dans le sens de la fermeture du clapet sur un siège annulaire par un effort taré et dans le sens de l'ouverture du clapet par la pression de la source et, le cas échéant, du cir cuit, ladite valve comportant un piston de contrôle unique susceptible, en cas de défaillance drun circuit, d'appliquer simultanément, sous l'action d'un effort tare de fermeture provoque par au moins un organe élastique, tous les clapets d'obturation sur les sièges annulaires respectifs répartis en regard de la face de reaction du piston soumise à la pression d'alimentation de la valve pour limiter la fuite de la source vers le circuit défaillant, est caractéfl:séeen ce que chacun des circuits de sortie est relié à la source de fluide, en parallèle au clapet d'obturation, par un passage etranglé (ouvert ou muni d'un clapet antiretour) susceptible de laisser s'écouler de la source vers son circuit défaillant un débit maximal de fluide inferieur au débit normal de cette source de fluide pour permettre de réalimenter en fluide les circuits restés sains en faisant debiter à la source au moins son debit normal. Selon un autre mode de realisation de l'invention, le passage étranglé est susceptible de laisser s'écouler de la source vers son circuit défaillant un débit maximal de fluide inférieur au débit minimal normal de cette source pour permettre de réalimenter en fluide les circuits restés sains dans toutes les conditions de service de la source et jusqu'à une pression voisine de la pression d'ouverture du clapet d'obturation du circuit défaillant. Lorsque l'organe élastique comporte un ressort agissant dans l'axe du piston, ce ressort peut être constitué d'au moins deux ressorts hélicoîdaux concentriques susceptibles de fournir chacun une part sensible de l'effort taré en cas de rupture de l'autre. L'effort de fermeture unique peut être provoqué par un organe élastique comportant plusieurs ressorts hélicoidaux disposés autour de l'axe du piston, ces ressorts pouvant être disposés en face de chacun des sièges. Avantageusement, les clapets d'obturation des sièges des circuits sont cons titués par la surface d'une membrane élastique en appui sur une face sensiblement plane du piston et reliée de façon étanche par sa périphérie au corps de la valve pour constituer l'organe d'étanchéité annulaire mobile du piston et la membrane peut comporter en face d'au moins l'un des sièges une surface d'étan chéité en saillie. De preference, les surfaces d'étanchéité en saillie prévues sur la membrane sont constituées par une saillie annulaire de la membrane concentrique à l'axe du piston et disposée en face des sièges répartis concentriquement autour de l'axe du piston. De même,des preux ou pasagesannulaires de mise à l'atmosphère peuvent être prévus dans lepiston au centre et/ou autour d'au moins une des surfaces servant de clapet d'obturation sur la membrane pour tendre celle-ci sous l'action de la pression régnant autour des sièges et assurer ainsi un meilleur portage de la membrane. Selon un mode de réalisation courant de l'invention, le piston de contrôle unique est relié au corps de valve par un organe d'indexation interdisant la rotation dudit piston par rapport au corps de valve. Cette indexation en rotation peut être obtenue par le serrage de la périphérie de la membrane élastique du piston dans le corps de valve ou bien l'organe d'lndexation du piston en rotation peut être constitué par une excentration de la surface de reaction du piston par rapport à l'alésage de guidage de ce piston dans le corps de valve. Dans cette dernière éventualité, le centre de poussee de l'organe élastique de fermeture du piston peut être centré sur l'alésage de guidage. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront mieux de la description detaillee qui va suivre faite en référence au dessin annexé donne à titre d'exemple non limitatif et dans lequel la figure unique représente schématiquement en coupe une valve de barrage multiple réalisée selon l'invention et alimentee en fluide sous pression par un compresseur unique. La valve de barrage multiple 1 qui comporte un corps en deux parties la et lb est destinee à contrôler la mise en communication d'une source de fluide sous pression avec plusieurs circuits de sortie séparés. Cette source de fluide sous pression telle que représentée sur la figure est un compresseur 2 relié à l'entrée 4 de la valve par un régulateur de pression 3 via un conduit 5. L'air comprimé admis dans la valve est distribué vers des circuits d'utilisation par des raccords 6,7,8, destines à être reliés à des conduits de sortie. Une membrane élastique 10 est serre de façon étanche par son bourrelet périphérique entre les deux parties la et lb du corps de valve assembles par des boulons 9. Un piston de contrôle 11,prolonge vers le haut de la figure par une jupe cylindrique 12 guidee dans un alésage 13 du corps la, vient en appui sur la membrane 10 étanche au fluide de la valve et réalisée de préférence en un matériau élastomère armé de fibres textiles. Le piston 11 est repoussé vers le bas de la figure par un ressort tare 14 dont la précontrainte est réglée au moyen d'une coupelle 15 et d'une vis de réglage 16 vissée à la partie supérieure du corps la et respectivement par des ressorts auxiliaires 23. La chambre du corps la contenant le ressort 14 est reliée à l'atmosphère extérieure par des passages 17.Une surface de butee 18 du corps supérieur la limite la levee du piston ll vers le haut de la figure dans le sens de l'ouverture du clapet à l'encontre de la force de réaction des ressorts 14 et 23. Selon l'invention, le corps inférieur lb de la valve presente en face de la membrane 10 plusieurs sièges annulaires tels que 19,20,21 dont le passage central est reiié respectivement aux raccords de sortie tri,7, et 8 par des passages internes prévus dans le corps inférieur lb. La membrane 10 constitue ainsi un clapet commun pour tous les sièges precites qui sont répartis de manière sensiblement concentrique autour de l'axe du piston 11 et,le cas échéant, de l'axe de la jupe 12. Les siège: 21 correspondant au raccord 8 et celui correspondant à un autre raccord,qui lui est symétrique, ne sont pas représentés dans le plan de coupe de la figure. Des ressorts de réaction supplémentaires 23 en appui sur le corps la et des surfaces d'étanchéité spéciales telles que 24 prévues en saillie sur la membrane peuvent être disposesen face de chacun des sièges afin d'obtenir une meilleure étanchéité à la fermeture des clapets correspondants. En variante, la membrane peut comporter une surface continue, de préférence annulaire venant en saillie en face des sièges disposés concentriquement à l'axe du piston. Pour que la membrane conserve dans sa zone de contact avec les sièges de clapet une bonne planéité et une tension garantissant un portage correct de l'élastomère des clapets sur les sièges malgré le vieillissement de l'élastomère et les contraintes alternées qui le sollicitent, on prévoit dans le piston 11 des évidements 25 en forme de gorge annulaire prolongée par des trous 26 débouchant à l'atmosphère. De cette maniere, la pression du fluide par rapport à l'atmosphère refoule la mince paroi élastique de la membrane dans la gorge 25 du piston et met ainsi la membrane sous tension dans sa zone de contact avec le siege correspondant. On peut prévoir de même à la place de la gorge annulaire 25 un creux 22 en forme d'entonnoir à l'intérieur de la zone de contact annulaire de la membrane avec le siège correspondant 19 ou bien au centre de la membrane 10 comme représente sur la figure. Des communications à étranglement et/ou à clapet anti-retour sont établies à l'intérieur du corps de la valve entre les sièges et les circuits par des moyens tels que des passages etranglés d'amorçage 27,28 et un clapet anti-retour 29, autorisant la décharge du circuit du raccord 6 vers une chambre d'entrée 32 de la valve et des clapets anti-retour 30,31 interdisant la décharge du circuit du raccord 7 vers cette chambre 32. Conformement à l'invention, les passages étranglés (ouvertsou où munis d'un clapet anti-retour) d'amorçage tels que 27 ou 28, sont susceptibles de laisser s'écouler de la source vers leur circuit défaillant un débit maximal de fluide inférieur au débit normal de cette source de fluide pour permettre de réalimenter en fluide les circuits restes sains en faisant débiter à la source au moins son débit normal.En variante, ces passages etranglés sont susceptibles de laisser s'écouler de la source vers leur circuit defaillant un débit maximal de fluide inférieur au débit minimal normal de cette source pour permettre de réalimenter en fluide les circuitssrestés sains dans toutes les conditions de service de la source et jusqu'à une pression voisine de la pression d'ouverture du clapet d'qbturation du circuit défaillant. En supposant que le compresseur 2 est entrainé en rotation par le moteur d'un véhicule routier, on doit comprendre que le débit normal de ce compresseur est celui obtenu pour une vitesse de rotation moyenne du moteur, nettement supérieure à sa vitesse de ralenti et inférieure a sa vitesse maximale autorisée. Ainsi, lorsque le véhicule roule normalement, la valve de barrage selon l'inven tion peut garantir la recharge continue de tous les circuits restés sains après la défaillance de l'un des circuits Dans les conditions exposées en variante, le débit minimal normal du com presseur est celui correspondant (hors défaillance ou usure du compresseur) au moteur thermique tournant au ralenti. Ainsi lorsque le moteur burneau ralenti et qu'un circuit est vide ou défaillant, la valve selon l'invention peut garan tir la recharge continue de tous les circuits restés sains.Par contre, dans cette dernière disposition, les passages etranglés sont de section plus petite qu'avec la solution précédente ( débit normal) et le débit de recharge à travers ces passages est plus faible avant l'ouverture des clapets d'alimentation. L'indexation en rotation du piston 11 et de la jupe 12 par rapport au corps de la valve peut être réalisée par tous moyens adéquats tels qu'une rainure et notamment par une excentration du centre de poussee de la pression du fluide de la valve et donc de la membrane 10 par rapport au centre de poussée de l'organe élastique 14, 23 (au moins un ressort) qui fournit l'effort de fermeture. Le pistqn 11 et la jupe 12 sont alors soumis à un effort latéral qui engendre des frottements entre la jupe 12 et l'alésage 13,amortissant les oscillations de fonctionnement de la valve, notamment à l'ouverture. La valve de barrage selon la figure fonctionne de la façon qui va être explicitée maintenant. L'air refoulé par le compresseur 2 via le régulateur 3 pénètre dans la valve par l'entrée 4 jusqu'à la chambre d'entrée 32 partiellement obturée par l'appui de la membrane 10 sur les sièges de clapet 19, 20,21 lorsque les circuits relies aux raccords de sortie 6,7,8 ne sont pas sous pression. Les différents circuits sont alimentés simultanément à travers leurs passages étranglés tels que 27,28. Par suite du refoulement continu du compresseur, la pression augmente rapidement dans la chambre 32 jusqu'à l'instant ou la poussée exercée vers le haut de la figure par cette pression sur la membrane 10 et le piston 11 dépasse l'effort de réaction taré des ressorts 14 et 23, ce qui provoque le décollement de la membrane 10 des sièges 19,20 et 21 d'admission vers les raccords 6,7 et 8.La surpression existant dans la chambre 32 par rapport aux circuits 6,7,8 alimentés par des étranglements baisse rapidement par suite de l'écoulement à grand débit de l'agir comprimé vers ces raccords 6,7 et 8 mais les clapets d'admission restent néanmoins généralement ouverts avec le piston 11 en appui sur la butée 18 car la réaction de collage de la membrane sur les sieges est vaincue. Pendant toute la périodedel'evée de la membrane et donc d'ouverture des clapets d'admission 10 et24, l'air comprimé refoulé par le compresseur 2 s'ecoule sans étranglement vers les raccords 6,7 et 8 où il charge par exemple des réservoirs d'air comprimé d'autant plus vite que les pertes de charge d'ecoulement vers ces réservoirs sont plus faibles et que la pression de ces réservoirs est plus faible. Lorsque la pression dans la chambre 32 atteint la valeur de commutation du régulateur 3, celui-ci relie le refoulement du com-presseur 2 à l'atmosphère.Dans le cas où le compresseur 2 fonctionne à pression plafond et sans regulateur, la pression au raccord 32 et dans les différents circuits 6,7 et 8 augmente jusqu'à la valeur de cette pression plafond pour laquelle le débit du compresseur devient sensiblement nul. Nous allons maintenant examiner le comportement de la valve de barrage multiple en cas d'incident sur l'un des circuits. Si le circuit 6 est par exemple victime d'une défaillance profonde le mettant à l'atmosphère de façon definitive (rupture de canalisation reTiée au réservoir) la pression s'évanouit rapidement au raccord 6 et l'écoulement de l'air de la chambre 32 vers le raccord 6 provoque la descente du piston 11 vers le bas de la figure et la fermeture de tous les clapets sous l'action de l'effort de réaction des ressorts 14 et 23,qui n'est plus alors équilibré par les pressions régnant dans la chambre 32 et à l'intérieur du siège 19. Les différents clapets étant fermés, la pression au raccord 6 et à l'in térieur du siège 19 devient rapidement tres faible ou egale à la pression atmos sphérique mais le débit de fuite traversant le passage 27 vers le circuit 6 défaillant etant inférieur au débit normal du compresseur 2, la pression regnant à l'intérieur du siege 20 se maintient égale à la pression au raccord 7 resté sous pression après la défaillance au raccord 6. La pression étant remontée dans la chambre 32, le piston 11 est à nouveau repoussé vers le haut mais en général dans une position légèrement "en biais" laissant le siège 19 obturé par suite du manque de pression au raccord 6. En effet, la résultante des efforts de pression sur la membrane 10 et le piston l1 ne passe plus exactement par le centre de la membrane 10 au moment de la levée de celle-ci par suite du manque de pression à l'intérieur du siège 19. Une remontée importante de la pression de refoulement dans la chambre 32 et dans les circuits des raccords 7 et 8 provoque une ouverture du clapet 10 - 19 du circuit 6 avec échappement de l'air de la chambre 32 vers la fuite du circuit 6 jusqu'à ce que la pression dans cette chambre 32 s'etablisse à une valeur plus faible autorisant la pleine ouverture des circuits aux raccords 7 et 8 et une très faible ouverture du clapet 1019 laissant s'écouler un débit de fuite vers le raccord 6 suffisant pour maintenir la pression dans la chambre 32 à une valeur plus faible que la valeur maximale et pour provoquer le debut de la levée du piston 11 et de l'ouverture des clapets. Une fuite importante dans l'un des circuits 7 ou 8 provoquerait le même effet d'isolement et de protection du circuit défaillant avec une levée en biais du piston Il permettant à la membrane d'obturer totalement ou partiellement le circuit défaillant. Pour améliorer cet effet d'obturation en biais, on peut prévoir un grand diametre pour les sieges des circuits de sortie. L'inconvénient d'une telle disposition réside dans le fait qu'il est nécessaire de disposer d'une forte surpression dans la chambre 32 pour provoquer la levée du piston 11. Une telle surpression pourrait être fournie par l'utilisation d'un compresseur 2 à pression plafond sans régulateur. Cet incon vénient qui vient d'être signalé ne présente aucune gravité car la recharge des circuits 6,7,8 s'effectue d'abord à travers les étranglements tels que 27 et 28, On doit maintenant examiner le cas où un circuit prioritaire tel le circuit au raccord 7 est soumis à de breves baisses de pression dues par exemple à une fuite sur un cylindre de frein à air comprimé.La pression diminuant brutalement au raccord 7, le clapet d'obturation 20 - 24 se ferme, isolant le circuit 7 alors que les circuits 6 et 8 non prioritaires sont eux aussi isolés et se déchargent vers le circuit 7 à travers les clapets anti-retour tels que 29. Le circuit relié au raccord 7 est realjmenté via le passage etranglé 28 et le clapet anti-retour 31 et la pression remonte rapidement dans la chambre 32 et l'ensemble des circuits jusqu'au moment ou les clapets d'obturation s'ouvrent à nouveau pour permettre une réalimentation rapide du circuit relié au raccord 7 via le clapet anti-retour 30. Dans l'hypothèse où le circuit relié au raccord 8 serait partiellement défaillant, les clapets anti-retour 30 et 31 s'opposeraient à la réalimentation de la chambre 32 par le circuit prioritaire relie au raccord 7 mais par contre le clapet anti-retour 29 s'ouvrirait pour autoriser le déversement du fluide du circuit non prioritaire relié au raccord 6 vers le circuit relié au raccord 8 via la chambre 32. La présente invention n'est nullement limitée au contenu de la description qui précède, elle est susceptible de nombreuses modifications et de variantes accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on s'écarte de l'esprit de l'invention. Ainsi dans des variantes simplifiées, les passages étrangles et les clapets anti-retour peuvent être supprimés. Les sièges annulaires des circuits de sortie sont de préférence disposes concentriquement au piston 11 et répartis régulière- ment de manière que l'obturation isolée d'un circuit defaillant provoque la mise "en biais" minimun du piston 11 mais, dans d'autres réalisations, il peut être nécessaire d'avantager un ou plusieurs circuits par rapport aux autres, ce qui peut s'obtenir en disposant les ressorts supplémentaires de fermeture 23 en face des sièges de ces autres circuits,ce qui a pour effet de rendre plus difficile la levee des clapets de ces autres circuits. Les évidements 25 ou les creux 22 de mise sous tension de la membrane peuvent être utilisés en combinaison avec les surfaces d'étanchéité en saillie 24 qui peuvent être rapportées par tout moyen et réalisées en un élastomère plus dur et résistant que l'élastomère de la membrane. On doit également remarquer que les butées 18 n'autorisent qu'une levée faible du piston Il de façon à limiter la mise "en biais" de ce piston au moment de l'isolement d'un circuit. Pour garantir la non-obturation des passages étranglés tels que 27,28 court-circuitant les clapets d'obturation, présentant une très faible section, notamment dans le cas ou le débit maximal qui peutles traverser est inférieur au debit minimal de la source, on peut disposer dans ces passages une aiguille de nettoyage qui sert en même temps à diminuer la section du passage tout en autorisant un plus granddiamètre pour celui-ci. On doit comprendre,pour bien réaliser les fonctions de réglage de la valve selon l'invention, que le débit de fuite d'un passage étrangle de la valve est fonction d'une part de la différence de pression existant entre le circuit à alimenter et la source et, d'autre part, de la pression de ce fluide lorsqu'il est compressible car les pertes de charge dans un étranglement sont fonction de la densité du fluide. Ainsi dans les conditions les plus critiques de recharge des circuits,c'est à dire lorsque tous les circuits sont vides et que l'un d'entre eux est défaillant, le débit du compresseur se répartit egalement entre tous les circuits au début de la recharge à travers les étranglements si ceux-ci présentent les mêmes sections. Au fur et à mesure que les circuits sains se rechargent et remontent en pression, le débit de fuite vers le circuit defaillant augmente mais sans pouvoir atteindre le débit normal ou respectivement minimal du compresseur,ce qui garantit la recharge (lente) des circuits restés sains. REVENDICATIONS 1. Valve de barrage multiple du type contrôlant la mise en communication d'une source de fluide sous pression telle qu'un compresseur d'air avec plusieurs circuits de sortie séparés et comportant, pour chaque circuit, un clapet d'obturation repoussé respectivement dans le sens de la fermeture du clapet sur un siège annulaire par un effort taré et dans le sens de l'ouverture du clapet par la pression de la source et, le cas échéant, du circuit, caracterisé en ce que ladite valve comportant un piston de contrôle unique susceptible, en cas de défaillance d'un circuit , d'appliquer simultanément, sous l'action d'un effort taré de fer metuWe provoqué par au moins un organe élastique, tous les clapets d'obturation sur les sièges annulaires respectifs répartis en regard de la face de réaction du piston soumise à la pression d'alimentation de la valve, pour limiter la fuite de la source vers le circuit défaillant, -t en ce que chacun des-circuits de sortie est relié à la source de fluide, en parallèle au clapet d'obturation, par un passage étranglé (ouvert ou muni d'un clapet anti-retour) susceptible de laisser s'ecouler de la source vers son circuit défaillant un débit maximal de fluide inférieur au débit normal de cette source de fluide pour permettre de réalimenter en fluide les circuits restés sains en faisant débiter à la source au moins son débit normal. 2. Valve selon la revendication 1, caractériséeen ce que le passage étranglé est susceptible de laisser s'écouler de la source vers son circuit -défail- lant un débit maximal de fluide inférieur au debit minimal normal de cette source pour permettre de réalimenter en fluide les circuits restés sains dans toutes les conditions de service de la source et jusqu'à une pression voisine de la pression d'ouverture du clapet d'obturation du circuit defaillant. Valve selon la revendication 1 ou 2, caractériséeen ce que lorsque l'organe elastique comporte un ressort agissant dans l'axe du piston, ce ressort est constitué d'au moins deux ressorts helicoldaux concentriques susceptibles de fournir chacun une part sensible de l'effort taré en cas de rupture de l'autre. 4. Valve selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'organe él-astique comporte plusieurs ressorts hélicoldaux répartis autour de l'axe longitudinal du piston. 5. Valve selon la revendication 4, caracteriséeen ce que les ressorts héli- coldaux sont disposés en face de chacun des sièges. 6. Valve selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les clape d'obturation des sièges des circuits sont constitués par la surface d'une membrane élastique en appui sur une face sensiblement plane du piston et reliée de façon etanche par sa périphérie au corps de la valve pour constituer l'orga- ne d'étanchéité mobile du piston. 7. Valve selon la revendication 6, caractéri en ce que la membrane comporte en face d'au moins l'un des sièges une surface d'étanchéité en saillie. 8. Valve selon la revendication 7, caracteri en ce que les surfaces d'étanchéité en saillie prévues sur la membrane sont constituées par une sail lie annulaire de la membrane concentrique à l'axe du piston et disposée en face des sièges répartis concentriquement autour de l'axe du piston. 9. Valve selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que des creux ou passages annulaires de mise à l'atmosphère ou à la décharge sont prévus dans le piston au centre et/ou autour d'au moins une des surfaces servant de clapet d'obturation sur la membrane-pour tendre celle-ci sous l'action de la pression du fluide et assurer ainsi un meilleur portage de la membrane sur le siège du clapet d'obturation. 10. Valve selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le piston de contrôle unique est relié au corps de valve par un organe d'indexation interdisant la rotation dudit piston par rapport au corps de valve. 11. Valve selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'organe d'indexation du piston en rotation est constitué par une excentration de la surface de réaction du piston par rapport à l'alésage de guidage de ce piston dans le corps de valve. 12. Valve selon la revendication 11, caractérisée en ce que le centre de poussee de l'organe elastique de fermeture du piston est centre sur l'alésage de guidage.