Brevet FR2529845A1 — publié le 19840113

La présente invention concerne une soupape (dési- gnée ci-après sous le nom de soupape d'arrêt automatique) permettant de maintenir la pression du fluide du système de freins dans un véhicule, y compris un véhicule à quatre roues, un véhicule à deux roues, etc se trouvant à l'arrêt. En général, on maintient un véhicule à l'arrêt après application des freins de façon qu'il ne se déplace pas brutalement avant qu'il soit de nouveau en marche avant ou arrière Lors du fonctionnement normal d'un véhicule, son immobilisation est suivie la plupart du temps d'un sim- ple rel Rchement de la pédale de frein & partir d'une posi- tion d'enfoncement,ou de l'utilisation d'un mécanisme de frein de stationnement si le véhicule est stoppé sur une roue en pente ou analogue, Cependant, l'utilisation du frein d'immobilisation est incommode, Par conséquent, le frein d'immobilisation n'est généralement pas utilisé sauf sur un sol en pente, Normalement, les véhicules à l'arrêt sont ainsi laissés sans application des freins Mais, cette situa- tion implique le risque d'un déplacement inattendu du véhi- cule. LA présente invention a pour objet une solution aux problèmes exposés ciïdessus, Ainsi, un objet de la pré- sente invention est un agencement dans lequel une soupape actionnée électromagnétiquement (désignée ci-après sous le 2. nom de soupape d'arrêt automatique) est prévue dans une con- duite de transmission de fluide sous pression reliant un mattre-cylindre à un cylindre de roue de manière à mécani- quement et automatiquement maintenir un fluide sous pres- sion dans un dispositif de freinage jusqu'à ce qu'on per- mette au véhicule de partir en marche avant ou en marche arrière en amenant un embrayage à l'état d'engagement après mise a, l'arrêt à la suite de l'application des freins Selon la présente invention, -la soupape d'arrêt automatique main- tient le fluide sous pression dans le cylindre de roue pen- dant un certain temps suivant l'application des freins pour amener le véhicule au repos et avant un nouveau démarrage. Un autre-objet de la présente invention est une soupape d'arrêt automatique dans laquelle la force électro- magnétique de fonctionnement de la soupape d'arrêt automati- que actionnée électromagnétiquement, citée ci-dessus, est réduite à une valeur minimale; et une opération permettant d'augmenter la presaion du fluide de frein ainsi maintenue est réalisable grace à un agencement structurel extrêmement simplifié. L'objet de la présente invention est une soupape d'arrêt automatique pour véhicule, caractérisée en ce qu'elle est insérée dans un système de transmission de flui- de sous pression de frein d'un véhicule et comporte un clapet de commutation normalement ouvert qui est capable d'ouvrir et.de fermer la communication entre une chambre de fluide d'entrée a qui est disposée du c 8 té du maitre-cylindre et une chambre de fluide de sortie b qui est disposée du c Oté d'un dispositif de freinage et un mécanisme d'actionnement électromagnétique qui est capable de faire passer cette soupape de commutation à une position de fermeture par dé- placement d'une armature; et, lorsque le véhciule vient à l'arrêt, le mécanisme d'actionnement électromagnétique agit de manière à ce que la soupape de commutation soit mainte- nue à l'état fermé, La aoupape d'arrêt automatique selon la présente invention comporte d'autre part, un moyen de com- munication de fluide unidirectionnel qui est monté en paral. lèle avec la soupape de commutation citée ci-dessus de ma, 3. nière à permettre un fluide sous pression de s'écouler entre les chambres d'entrée et de sortie de fluide a et b seulement dans le sens allant de la chambre d'entrée aà la chambre de sortie B. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une soupape d'arrêt automatique suivant un exemple 1 de la présente invention? La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une autre soupape d'arrêt automatique selon un exemple 2 de la présente invention; et La figure 3 est un détail à grande échelle d'une partie de la figure 2. EXEMPLE 1 En liaison avec la figure 1, ce mode de réalisa- tion de l'invention comprend un manchon tubulaire 1 en maté- riau non magnétique qui présente des portions en gradins sur des parties tubulaires intérieure et extérieure La par- tie tubulaire extérieure qui comporte une partie à diamètre plus petit comprend un solénoide 4 fixé à cette partie par l'intermédiaire d'un support 2 et d'un logement 3 A l'extré- mité de la partie extérieure à petit diamètre sont fixés un écrou 5 et un bouchon 6, Le support 2, le logement 3, l'écrou 5 et le bou- chon 6 sont respectivement en matériau magnétique, Ils cons- tituent, en conjonction avec une armature 7 qui est disposée à l'intérieur de la partie de petit diamètre, un circuit ma- gnétique soumis A l'effet du solénolde 4 Un ressort de régla- ge 10 est disposé entre l'armature 7 et le bouchon 6 qui sert galement de noyau en fer L'armature 7 est poussée vers la partie de grand diamètre du manchon par la force de sollici- tation exercée par le ressort 10 et est ainsi comprimée con- tre un corps 14 de siège de soupape qui est fixé à l'intérieur de la partie à grand diamètre du manchon 1 Par ailleurs, une tige de blocage 8 qui pénètre dans le canal axial de fluide du corps 14 est disposée de manière a être en saillie sur la 4, partie extrmire de 11 arma-ture 7 Un canal de fluide q traverse axialement l'arma- ture 7 de manière à communiquer avec le cylindre de roue d'un système de freinage par l'intermédiaire d'un orifice 11 pratiqué dans le bouchon 6. Un autre bouchon 12 est vissé sur l'extrémité de la partie à grand diamètre du manchon 1 Avec le bouchon 12 ainsi mis en place, le corps 14 du siège de soupape est également fixé en place Une chambre formée à l'intérieur de la partie extrême du bouchon 12 peut communiquer avec un mai- tre- cylindre par l'intermédiaire d'un orifice 13. Une bille 16 est poussée vers le siège du corps 14 par un ressort de maintien 17 qui exerce une charge plus faible que le ressort de réglage 10 dont il a été question ci-dessus La bille 16 est normalement séparée du siège de soupape-par la tge 8 de l'armature 7 de manière à permet- tre la communication entre deux chambres à fluide formées aux cetés des bouchons 6 et 12 (ces chambres seront dési- gnées ciaprès comme étant les chambres d'entrée et de sor- tie de fluidea et b), La bille 16 et le corps de siège 14 forment ensem- ble une soupape circulaire La référence 18 représente un joint ou coupelle en forme de U ou analogue à caractéris- tique unidirectionnelle qui sert-de moyen de passage unidi- rectionnel de fluide Ce joint unidirectionnel 18 est fixé dans une rainure périphérique du corps 14 et est en-contact élastique avec la circonférence intérieure du manchon 1 de manière à rendre étanche$ aux liquides les chambres d'en- trée et de sortie a et b La forme et la direction de mon- tage de la coupelle 18 sont telles qu'elles ne permettent la circulation du fluide sous pression que de la chambre a vers la chambre b Le présent mode de réalisation fonctionne de la manière suivante: Dans cet exemple spécifique de la présente réalisa- tionr on s'arrange pour que le soléno Qde 4 soit excité en recevant une instruction électrique prescrite aussit Ot avant que le véhicule soit amené à l'arrêt, par exemple par appli- cation des freins ou lorsque le véhicule décélère jusqu'à ' une vitesse inférieure à une valeur prescrite L'excita- tion est commandée de manière à se poursuivre jusqu'à la prochaine marche avant ou arrière du véhicule, par exemple, par le fonctionnement d'une liaison par embrayage Cepen- dant, dans le cas d'un véhicule tel qu'un véhicule automo- bile, cet agencement peut être remplacé par un agencement permettant de cesser l'excitation du solénoïde en agissant par étapes sur la pédale d'accélérateur En tout cas, la. pression du fluide de frein est contrôlée de manière à être maintenue avant libération du frein à main et à ne provoquer aucune difficulté dans l'opération suivante de marche du véhicule, L'excitation du solénoïde peut ainsi être comman- dée en suivant n'importe quel procédé qui soit le mieux adapté au type et à la nature du véhicule. Pendant le stade initial de transfert du fluide sous pression de frein par l'intermédiaire de la soupape d'arrêt automatique qui se trouve dans l'état représenté en figure 1, une force axiale exercée par le fluide sous pression agit sur l'armature 7 d'une manière équilibrée En outre, onnoe la force F 1 exercée par le ressort de réglage 10 est prévue pour être supérieure à la force F 2 du ressort de maintien 17 (F 1 > F 2), la pression du fluide de frein est transmise directement du maître-cylindre au cylindre de roue. Lorsque la vitesse du véhicule tombe et que le solénoide 4 est excité aussitôt avant l'arrêt du véhicule, l'armature 7 est attirée vers la droite, vue dans la figure. Par conséquent, la tige de blocage 8 est ramenée en arriè- re dans la direction de la chambre de fluide b Cela provo- que la venue en contact de la bille 16 avec le siège de sou- pape et la coupure de la communication entre les chambres de fluide d'entrée et de sortie a et b Ensuite, la pression du fluide à l'intérieur de la chambre b, c'est-à-dire la pression du fluide de frein à l'intérieur du cylindre de roue est maintenue auasi longtemps que l'armature 7 est at- tirée vers la droite de la figure par la force du solénoïde excité. Dans cet exemple, la force électromagnétique du 6 o solénolde 4 nécessaire à l'attraction de l'armature 7 ne doit pas être supérieure à la différence entre les forces exercées par les ressorts 10 et 17 avant que la bille vien- ne en contact avec le siège de soupape Apres que la bille 16 s'appuie sur son siège, il faut une force plus grande pour trimpher de la force exercée par le ressort 10 Cepen- dant, on s'arrange pour qu'un entrefer entre le bouchon 6 qui sert de noyau en fer formant un circuit magnétique pour l'attraction de l'armature 7 et l'armature 7 ait une faible valeur, Par conséquent, comme la force d'attraction est inversement proportionnelle au carré de l'entrefer, l'agen- cement permet d'obtenir une force d'attraction suffisante. En outre, dans l'agencement structurel décrit précédemment, la valeur de la pression du fluide retenu à l'intérieur de la chambre de sortie b est naturellement dé- terminée par la relation entre la surface du canal de passa ge de fluide à l'intérieur du siège de clapet et la force exercée par le ressort de maintien 17. Ce mode de réalisation de la présente invention comporte,d'autre part, le joint 18 qui est fixé au corps 14 du siège de soupape de manière à offrir l'avantage suivant: lorsque la pression du fluide est maintenue à l'intérieur de la chambre de sortie b,le véhicule étant venu à l'arrêt, et que le solén Q Zde a été excité, il y a le risque que la pression ainsi maintenue soit insuffisante pour continuer à maintenir le véhicule au repos (faible pression du fluide des freins) Dans ce cas, la valeur de la pression du flui- de ainsi maintenue peut être augmentée tout en maintenant l'ensemble de la soupape d'arrêt automatique à l'état de fonctionnement en donnant des coups de frein (non représen- tée) car: avec la pédale de frein ainsi actionnée de nou- veau, une grande pression de fluide se développe au maître- cylindre Alors, l'action d'étanchéité unidirectionnelle de la coupelle de piston 18 permet à ce fluide sous pres- sion de s'écouler de la chambre d'entrée a à la chambre de sortie b. EXEMPLE 2 Un autre exemple de réalisation est représenté 2529845. 7, dans les figures 2 et 3 Ce mode de réalisation est basé sur le même principe que celui de l'exemple 1 Une bille 116 est disposée de manière à être amenée par une force électroma- gnétique en contact avec le corps 114 du siège d'une soupa- pe stationnaire qui sépare des chambres de fluide d'entrée et de sortie a et b l'une de l'autre, La communication en- tre les chambres a et b est prévue de manière à être bloquée lorsque la bille 116 est ainsi amenée en contact avec le corps 114. Les parties qui sont semblables aux parties cor- respondantes de l'exemple 1 sont indiquées dans les figures 2 et 3 avec adjonction du nombre 100 aux numéros de référen- ce utilisés en figure l,et une description taillée de ces parties similaires ne sera pas faite Dans ce mode de réali- sation spécifique, l'armature 107 est agencée différemment par rapport à la bille 116 En outre, dans le présent exem- ple,l'étendue de l'entrefer entre la bille 116 et le corps 114 est réglable au moyen d'un simple mécanisme d'ajustement. Ces points différents sont décrits ci-après. Une première caractéristique du présent exemple réside én ce que le mécanisme de soupape qui ouvre et ferme la communication entre les chambres d'entrée et de sortie de fluide a et b forme un composant I discontinu par rapport à un composant fonctionnant électromagnétiquement II Les corps de ces deux composants sont fixes ensemble par des boulons 120. Une tige de poussée 121 qui forme un seul corps avec l'armature 107 du composant II est insérée dans la chambre d'entrée a du composant I et est ainsi en contact avec la bille 116 Un ressort de réglage 110 exerce une for- ce élastique sur la bille 116 pour la séparer normalement du corps 114 du siège de soupape d'une manière qui sera décri- te plus en détails ci-après Grâce à cet arrangement, la bil- le 116 sollicite la tige de poussée 121 et l'armature 107 pour les amener dans leurs positions stationnaires initia- les, L'étendue d'un entrefer A entre l'armature 107 et un noyau en fer 127 est déterminée par cette action de sollici- tation Cependant, dans cet exemple spécifique, l'entrefer A 8. est réglé à une valeur suffsaîneint grande avec la position stationnaire de l'armature 107 indiquée ci-dessus pour pou- voir être réglable grace à un écrou d'ajustement de jeu 132 qui est-prévu sur le logement 122 du composant II et par un boulon 124, Il n'est pas souhaitable que le réglage de l'entrefer A dépende trop de la force d'excitation du solé- nolde 104 L'agencement du présent-exemple est très avan- tageux en ce sens qu'il permet de tenir compte des légères variations entre produits. Le corps 114 du siège de la soupape qui forme une partie de celle- ci en conjonction avec la bille 116 est agencé de la manière suivante-: le corps 114 est fixé à l'extrémité intérieure d'un bouchon 106 vissé dans une par- tie filetée 130 d'une ouverture cylindrique qui est formée dans le corps 125 du composant I La chambre de fluide de sortie b qui est formée dans la partie axiale du bouchon 106 et est séparée de la chambre de fluide d'entrée a par le corps 114 du siège de la soupape comporte un élément de ti- ge de blocage 108 et un ressort de réglage 110 L'élément 108 est agencé de manière à séparer la bille 116 du corps, 114 sous l'effet de la force du ressort 110. Dans un-tel agencement structurel du composant II, un entrefer B entre la bille 116 et le corps 114 dans la condition initiale (condition de non-fonctionnement dans la- quelle la bille 116 est écartée du corps 114) est ainsi pré- vu pour être règlable par ajustement du vissage en position du bouchon 106 La relation entre les entrefers A et B doit être A > B Dans les cas o l'entrefer A est réglé comme indiqué précédemment, on peut également régler l'entrefer B en conséquence de manière à avoir des valeurs adéquates de ces entrefers. Le présent mode de réalisation de l'invention com- prend en outre, une vis de pression 126 qui sert à fixer le bouchon 106 après son vissage dans une position prédétermi- née; et des éléments d'étanchéité 128 et'12,9. La-soupape d'arrêt automatique du présent mode de réalisation de l'invention qui est agencée comme décrit ci- dessus fonctionne de la même manière que celle de l'exemple précédent L Qrsqu'un véhicule en marche est amené à l'ar- rêt par application des freins, le solénoïde 104 est excité de manière àd attirer l'armature 107 L'armature étant atti- rée, la bille 116 est amenée en contact avec le corps 114 du siège de soupape par l'intermédiaire de la tige de poussée 121 Cela a pour effet de couper la communication entre les chambres a fluide d'entrée et de sortie a et b. Une opération ultérieure de marche a alors pour effet de cesser l'état d'excitation du solénoïde La soupa- pe fonctionne alors pour permettre au fluide sous pression qui est maintenu à l'intérieur du cylindre de roue de s'échapper vers le maitre-cylindre. Un exemple de commande du fonctionnement pour exci- ter le solénoïde et le désexciter dans le cas des exemples 1 et 2 est le suivant: le solénoïde peut être excité lors- que le véhicule vient à l'arrêt (ou lorsque sa vitesse de- vient inférieure à une vitesse très faible) Le solénoïde doit être libéré lorsque la pédale de l'accélérateur est actionnée par à-coups et lorsque l'embrayage est enclenché. La pression des freins étant maintenue, lorsqu'on souhaite augmenter la pression des freins, une pression supplémentaire peut être fournie par la circonférence ex- térieure de la coupelle de piston 118. La soupape d'arrêt automatique selon la présente invention venant d'être décrite permet le maintien d'une for- ce de freinage de manière automatique dans des véhicules or- dinaires et même dans des véhicules dits automatiques alors qu'ils se trouvent au repos, et présente ainsi un grand avantage pour des applications pratiques. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art, t REVENDICATIONS 1 Soupape d'arrêt automatique pour véhicule, insérée dans le système de transmission du fluide sous pression des freins du véhicule, caractérisée en ce qu'elle comprend une soupape de commutation du type normalement ou- vert, capable d'ouvrir et de fermer la communication entre une chambre d'entrée de fluide a disposée du côté d'un mal- tre-cylindre et une chambre de sortie de fluide b disposée du côté d'un dispositif de freinage,et un mécanisme d'ac- tionnement électromagnétique capable de déplacer la sou- pape de commutation vers un état de fermeture par le mouve- ment d'une armature, le mécanisme d'actionnement électroma- gnétique étant agencé de manière à fonctionner pour mainte- nir la soupape de commutation à l'état fermé lorsque le vêhi- cule passe de l'état de marche à l'arrêt. 2 Soupape d'arrêt automatique pour véhicule, in- sérée dans le système de transmission du fluide sous pres- sion des freins du véhicule, caractérisée en ce qu'elle com- prend une soupape de commutation du type normalement ouvert, capable d'ouvrir et de fermer la communication entre une chambre de fluide d'entrée a disposée du côté d'un maître- cylindre et une chambre de fluide de sortie b disposée du côté d'un dispositif de freinage, un mécanisme d'actionnement électromagnétique capable de déplacer la soupape de communi- cation vers un état de fermeture par mouvement d'une armatu- re, et un moyen de passage unidirectionnel de fluide disposé de-manière à permettre à un fluide sous pression de s'écouler dans la direction allant de la chambre de fluide d'entrée a vers la chambre de fluide de sortie b, ce mécanisme d'action- nement électromagnétique étant agencé de manière à fonction- ner pour maintenir la soupape de commutation à l'état fermé lorsque le véhicule passe de l'état de marche à l'arrêt. 3 Soupape pour véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de passage de fluide uni- directionnel est une coupelle d'étanchéité de piston.