Brevet FR2522757A1 — publié le 19830909

La présente invention se rapporte à un dispositif de clapet hydraulique pour circuit hydraulique de commande d'em- brayages, freins et applications analogues, comportant un cy- lindre, un piston monté coulissant dans ce cylindre et y dé- finissant une chambre de volume variable reliée au circuit hydraulique, et un réservoir relié à ladite chambre par un passage ayant un clapet anti-retour. Ce réservoir est destiné à maintenir le remplissage du circuit hydraulique dans de bonnes conditions Le clapet anti- retour a pour but d'isoler la chambre du réservoir lorsqu'on. déplace le piston dans le sens de pressurisation du circuit et d'assurer, en position de repos, une communication entre la chanbre à volume variable et le réservoir. Toutefois, dans le mouvement de retour du piston, o la chambre est dépressurisée, il convient d'éviter que du liquide aspiré du réservoir vers la chambre et empêché d'y retourner lors de la pressurisation de ladite chambre, ne surcharge le circuit hydraulique C'est la raison pour laquelle le clapet anti-retour comporte généralement une queue qui coopère en basculement avec le piston, de manière à établir une communi- cation permanente bi-directionnelle entre le réservoir et la chambre lorsque le piston est au repos ou dans une position. voisine du repos. La présente invention se rapporte notamment à un disposi- tif de clapet hydraulique du type sus-indiqué, dans lequel le clapet antiretour a une construction plus simple que dans ces agencements usuels et comporte une simple bille exempte de queue de basculement. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à un dispositif de clapet hydraulique du type sus-in diqué,dans lequel le passage entre la chambre de volume variable et le réservoir comporte une cavité cylindrique qui présente à son extrémité voisine du réservoir, un orifice coaxial avec cette cavité et entouré par un siège annulaire étanche, tandis que le clapet anti-retour comporte une bille qui est engagée avec un léger jeu dans cette cavité cylindrique et qui est adaptée à venir en application contre ledit siège étanche lorsque la pression de la chambre est supérieure à celle du réservoir. Les constructions connues de ce genre sont généralement exposées à un risque de surcharge du circuit hydraulique par le liquide de réservoir, surtout lorsque le mouvement de re- tour du piston est rapide. La présente invention a pour objet un dispositif de cla- pet hydraulique du type sus-indiqué, dans lequel ce risque est écarté, ceci avec une construction simple et commode et un excellent fonctionnement. Suivant l'invention, un dispositif de clapet hydraulique du type susindiqué est caractérisé en ce que ladite cavité comporte à son autre extrémité qui est voisine de la chambre, un orifice qui est coaxial avec ladite cavité et qui est en- touré par un siège perméable pour la bille, ce siège perméa- ble offrant une section réduite de communication lorsque la bille repose sur lui, tandis que des moyens de rappel sont prévus pour rappeler la bille sur ledit siège perméable. On notera que la section réduite de communication du siè- ge perméable dépend notamment des pertes de charge du circuit hydraulique qui comporte également un récepteur et que, plus lesdites pertes de charges sont grandes, plus il faut réduire ladite section Elle dépend également de la pression de main- tien de la bille contre son siège étanche. Grâce à cette disposition, le fonctionnement normal du dispositif de clapet hydraulique n'est, en aucune façon, per- turbé par le siège perméable, puisque la bille se trouve expo- sée à la pleine section libre de l'orifice que ce siège annu- laire perméable entoure, ce qui permet une fermeture immédiate du clapet anti-retour lorsque le piston est déplacé dans le sens de la pressurisation du circuit Mais, lors d'un retour rapide du piston vers la position de repos, provoquant une dé- pressurisation soudaine de la chambre, la bille est sollicitée sur le siège perméable, d'une part par les moyens de rappel, et d'autre part, par la dépressurisation, ce qui permet une mise en communication ralentie entre le réservoir et la chan- bre, évitant tout risque de surcharge du circuit hydraulique par le liquide du réservoir Cette performance est réalisée avec une construction extrêmement simple, avec un fonctionne- ment plus fiable, avec un, meilleur temps de réponse et unfrot- tement moindre que celui d'un clapet anti-retour qui serait doté, de la façon usuelle, d'une queue de basculement coopérant avec le piston Dans une forme d'exécution de l'invention, le siège an- nulaire perméable comporte une surface continue interrompue par des rainures radiales S'il y a lieu, la surface continue du siège annulaire perméable pourrait être exempte de rainures radiales et une communication de section réduite serait alors réalisée directement entre la cavité cylindrique, d'une part, et la chambre de volume variable du dispositif de clapet hy- draulique, d'autre part, par un canal de dérivation de sec- tion réduite. Le jeu de la bille dans la cavité cylindrique, qui dé- pend notamment du circuit hydraulique, est diamétralement de l'ordre de un à six dixièmes de millimètres, tandis que la course de la bille entre les deux sièges est elle-même d'en- viron le double de cette valeur. Une forme d'exécution de l'invention est ci-après décri- te, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est un schéma d'un circuit hydraulique d'ac- tionnement d'un embrayage, comportant un maître-cylindre doté d'un clapet anti-retour suivant l'invention; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale et à plus grande échelle de ce maître-cylindre; la figure 3 est une vue en coupe, à plus grande échelle encore, du clapet anti-retour; la figure 4 est une vue correspondante suivant les flè- ches IV-IV de la figure 3. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 4, qui concerne à titre d'exemple non limitatif, une applica- tion de l'invention à un circuit hydraulique de commande d'un. embrayage de véhicule automobile, on voit à la figure 1 en 10 un maître-cylindre de ce circuit hydraulique. Le maitre-cylindre 10 comporte un cylindre 11 et un pis- ton 12 monté coulissant dans le cylindre 11 et définissant dans ce cylindre 11 une chambre 13 de volume variable Dans cet exemple de réalisation, le piston 12 est relié au cylin- dre 11 du maître-cylindre 10 par une membrane 12 A élastique- ment déformable fermant de manière étanche ladite chambre de volume variable et est par ailleurs doté transversalement d' au moins une portée annulaire de guidage 12 B, ici deux, la- dite partie étant disposée à l'intérieur de ladite chambre. Le piston 12 est piloté par des moyens de cormnande, ici par une pédale de débrayage 14, par l'intermédiaire d'une ti- ge 14 A. Dans une variante (non représentée) les moyens de comman- de comportent un dispositif d'assistance interposé entre le piston 12 et la pédale d'embrayage et manoeuvré par ladite pédale. Le piston 12 tend a être rappelé dans la position de re- pos en appui contre le corps du cylindre (représentée à la figure 1) par un ressort 15. Le circuit hydraulique comporte également un réservoir 16 relié à la chambre 13 par un passage 17, ici vertical,ayant un clapet anti-retour 18 Ledit réservoir peut être intégré au maitre-cylindre 10 ou être éloigné de celui-ci Le clapet an- ti-retour 18 permet, lorsqu'on appuie sur la pédale 14 pour pressuriser la chambre 13, d'éviter que le liquide de la cham- bre 13 ne reflue vers le réservoir 16. Le maitre-cylindre 10 constitue un émetteur pour un cir- cuit hydraulique 19 qui est relié à la chambre 13 par un ori- fice 19 A et qui comporte un récepteur 20. Le récepteur 20 comporte un cylindre 21 dans lequel est engagé coulissant un piston 22 Le piston 22 définit dans le cylindre 21 une chambre 23 de volume variable qui est reliée au conduit 19. Comme pour l'émetteur, la chambre 23 est fermée de maniè- re étanche par une membrane 22 A reliant le piston 22 au cylin- dre 21, ledit piston comportant également transversalement au moins une portée annulaire de guidage, ici deux, disposée à l'intérieur de ladite chambre 23. Le piston 22 est doté d'un ressort de rappel 24 et est adapté à actionner une fourchette de débrayage 25 par l'inter- médiaire d'une tige 25 A Cette fourchette de débrayage 25 co- opère avec une butée de débrayage 26 qui, lorsqu'elle est ac- tionnée, est adaptée à faire cesser l'action élastique de ser- rage d'un diaphragme élastique 27 sur un plateau de pression 28 d'un embrayage 29 dont on voit un plateau de réaction en 30 et un disque de friction en 31 Les moyens de basculement du diaphragme 27 sur un couvercle 30 A solidaire du plateau 30 sont schématisés en 27 A. Lorsque le circuit hydraulique 19 est dépressurisê, la fourchette 25 n'est pas actionnée et le diaphragme élastique 27 assure le serrage du disque 31 entre les plateaux 28 et 30. L'embrayage est engagé. Lorsque le circuit hydraulique 19 est pressurisé, lepis- ton 22 pousse sur la fourchette 25, qui, à son tour, pousse sur la butée 26 Celle-ci fait cesser l'action de serrage du diaphragme élastique 27 sur le plateau 28 Le disque 31 est desserré entre les plateaux 28 et 30 L'embrayage est désen- gagé. Le passage 17 est distinct de l'orifice 19 A reliant la chambre 13 au conduit 19 et relie le réservoir 16 à la cham- bre 13 Le passage 17 reçoit le clapet anti-retour 18 et com- porte (figures 2 à 4) une cavité cylindrique 32. Le clapet anti-retour 18 comporte une bille 40 qui est en.gagée avec un, léger jeu dans la cavité cylindrique 32. La cavité cylindrique 32 présente, à son extrémité 33 voisine du réservoir 16 un orifice 34 coaxial avec la cavité 32 et entouré par un siège annulaire étanche 35 présentant une surface annulaire continue ininterrompue. La cavité 32 comporte, à son autre extrémité 36 qui est voisine de la chambre 13 du maitre-cylindre 10, un orifice 37 coaxial avec la cavité 32 et aligné avec l'orifice 34 L'ori- fice 37 est entouré par un siège annulaire 38 Le siège 38 qui comporte une surface continue est rendue perméable par le fait que cette surface continue est interrompue par,des rainures radiales 39 Ici, les rainures 39 sont inclinées et peuvent être exécutées simplement par moulage. Dans une variante (non représentée), le siège 38 peut être exempt de rainures radiales, un canal de dérivation dis- tinct de l'orifice 37 étant alors prévu entre l'extrémité 36 et la chambre de volume variable 13 en une position telle que la bille 40 ne puisse obturer ledit canal lorsqu'elle est en application contre le siège 38, en sorte que ledit siège de- vient perméable. Bien entendu la section de l'orifice 37 peut être égale ou différente de celle de l'orifice 34, tout en étant in fé- rieure à la section de la cavité 32. La bille 40 est adaptée à venir en application contre le siège étanche 35 lorsque la pression de la ch&ambre 13 est supérieure à celle du réservoir 16. Des moyens de rappel sont prévus pour rappeler la bille sur le siège perméable 38 Dans l'exemple représenté aux figures 1 à 4, ces moyens de rappel consistent en la simple force de gravité de la bille 40 qui, par son propre poids, tend à descendre sur le siège perméable 38 prévu situé en des- sous de la bille 40 En variante, les moyens de rappel peu- vent comporter un ressort (non représenté) notamment lorsque la cavité 32 n'est pas disposée verticalement. La bille 40 est adaptée à venir en application contre le siège perméable 38 lorsque la pression de la chambre 13 est inférieure ou voisine de celle du réservoir 16, compte tenu des moyens de rappel et de la différence de pression entre la chambre 13 et le réservoir 16. Dans ce cas, le siège perméable 38 offre, par les rainu- res 39, une section d'écoulement réduite, ici par exemple de l'ordre de 1 % à 10 % de la section de l'orifice 37, en, fonc- tion notamment des pertes de charge dans le circuit et des vi- tesses relatives des pistons 12 et 22. On voit à la figure 3 que la bille 40 est espacée de la paroi latérale de la cavité cylindrique 32 par un jeu radial J/2 qui donne lieu à un jeu diamétral J Ce jeu dianétral J est avantageusement de l'ordre de un à six dixièmes de milli- mètres La course C de la bille 40 entre les deux sièges 35 et 38 est de l'ordre du double dudit jeu diamétral j de la bille dans la cavité 32. Lorsqu'on appuie sur la pédale 14 pour débrayer, le pis- ton 12 s'enfonce dans le cylindre il et pressurise l'ensemble du circuit 13,19 et 23, la chambre 13 diminuant en volume alors que la chambre 23 augmente en volume. La pression dans la chambre 13 devient supérieure à la pression, du réservoir 16 et, par la pleine section de l'orifice 37, repousse la bille 40 contre le siège étanche 35 Ain-si, toute la pression reste disponible dans la chambre 13 pour pressuriser la chambre 23. Lorsqu'on relache la pédale 14 pour permettre le réenga- gement de l'embrayage 29, la pression diminue-dans la chanbre 13 dont le volume augmente Si cette pression devient égale ou inférieure à celle du réservoir 16, abstraction faite des moyens de rappel, la bille 40 est admise à retomber sur le siège perméable 38, ce qui permet d'établir une communication. entre le réservoir 16 et la chambre 13. Si l'action de relâchement de la pédale 14 est brusque, ce qui peut produire un effet de dépression dans la chambre 13, compte tenu notamment de ce que le refoulement du liquide depuis le récepteur 20 jusqu'à l'émetteur 10 est freiné par des pertes de charge et par les vitesses relatives des pistons 22 et 12, le liquide du réservoir 16 est néanmoins empêché de se déverser d'une manière excessive dans la chambre 13, grâce au fait que la bille 40 en appui sur le siège perméable 38 ne laisse qu'une section de communication réduite en 39. On notera que plus lesdites pertes de charge sont impor- tantes, plus la dépression est importante, et plus la section de passage offerte par les rainures 39 doit âtre réduite Pour cela on peut jouer sur le nombre de rainures ou leur dimension. Le circuit 19 ne risque donc pas d'être surchargé en li- quide, car la section de passage offerte par les rainures 39 est déterminée de telle manière que le volume supplémentaire déversé dans la chambre 13, le piston 12 étant revenu à sa position fixe de repos, soit à l'origine d'une pression rési- duelle dans le circuit inférieure à la pression de maintien. de la bille contre son siège étanche 35 Dans ces conditions, la bille permet au trop-plein de liquide de s'écouler à nou- veau vers le réservoir 16 On notera également que ladite sec- tion de passage, lorsque le piston est en position de repos, permet un remplissage du circuit hydraulique dans de bonnes conditions, notamment compte tenu des usures des garnitures du disque de friction 31, ou des patins de freinage, s'il s'agit d'un circuit hydraulique de commande de freins. On appréciera la construction particulièrement simple du clapet antiretour suivant l'invention ainsi que sa grande facilité d'adaptation par exemple alors que dans le mode de réalisation décrit et représenté, le clapet anti-retour est intégré au mattre-cylindre par vissage d'une pièce 18 A compor- tant la cavité 32 et l'orifice 34, il est possible, notamment lorsque le réservoir est éloigné du maltre-cylindre, de dis- poser le clapet anti-retour au voisinage dudit réservoir ou dans la tubulure de liaison dudit réservoir audit maitre-cy- lindre, et ceci même en position horizontale, un ressort de rappel étant nécessaire dans ce cas. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite et représentée, mais englobe toutes variantes d'exécution, en particulier la chambre 13 peut être fermée par un joint porté par le piston 22. REVENDICATIONS 1 Dispositif de clapet hydraulique pour circuit hydrauli- que de commande d'embrayage, freins et applications analogues, comportant un cylindre ( 11), un piston ( 12) monté coulissant dans ce cylindre ( 11) et y définissant une chambre ( 13) de volume variable reliée au circuit hydraulique ( 19) et un ré- servoir ( 16) relié à ladite chambre ( 13) par un passage ( 17) ayant un clapet anti-retour ( 18), dans lequel ledit passage ( 17) comporte une cavité cylindrique ( 32) qui présente à son extrémité ( 33) voisine du réservoir ( 16) un orifice ( 34) co- axial avec cette cavité ( 32) et entouré par un siège étanche ( 35), tandis que le clapet anti-retour ( 18) comporte une bille ( 40) qui est engagée avec un léger jeu (J) dans cette cavité cylindrique ( 32) et qui est adaptée à venir en application. contre ledit siège ( 35) lorsque la pression de la chambre ( 13) est supérieure à celle du réservoir ( 16), dispositif de cla- pet hydraulique caractérisé en ce que ladite cavité ( 32) com- porte à son autre extrémité ( 36) qui est voisine de la chambre ( 13) un orifice ( 37) qui est coaxial avec ladite cavité ( 32) et qui est entouré par un siège perméable ( 38) pour la bille ( 40), ce siège perméable ( 38) offrant une section réduite de communication lorsque la bille ( 40) repose sur lui, tandis que des moyens de rappel sont prévus pour rappeler la bille ( 40) sur ledit siège perméable ( 38). 2 Dispositif de clapet hydraulique suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel consis- tent en la simple force de gravité de la bille ( 40). 3 Dispositif de clapet hydraulique suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel compor- tent un ressort. 4 Dispositif de clapet hydraulique suivant l'une quelcon- que des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la section. réduite d'écoulement du siège perméable ( 38) est de l'ordre de 1 % à 10 % de la section de l'orifice ( 37) entouré par le siège perméable ( 38). 5 Dispositif de clapet hydraulique suivant l'une quelcon- que des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le siège annulaire perméable ( 38) comporte une surface continue inter- rompue par des rainures radiales ( 39). 6 Dispositif declapet hydraulique suivant l'une quelcon- que des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un canal de dérivation est prévu entre le siège ( 38) et la zhambre de volume variable de façon à rendre ce siège équivalent à un siège perméable. 7 Dispositif de clapet hydraulique suivant l'une quelcon- que des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le jeu (J) de la bille ( 40) dans la cavité cylindrique ( 32) est dia- métralement de l'ordre de un à six dixièmes de millimètre. 8 Dispositif de clapet hydraulique suivant l'une quelcon,- que des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que la course (C) de la bille ( 40) entre les deux sièges ( 35,38) est de 1 ' ordre du double du jeu (J).