Brevet FR2543504A1 — publié le 19841005

L'invention concerne une soupape de limitation de pression pour des systèmes de freinage à air comprimé sur véhicules automobiles, comportant un corps de soupape et un piston régulateur, qui y est mobile de manière limitée, forme, avec le corps ou avec une pièce qui lui est liée, une soupape de passage pour la limitation de pression et est soumis à un ressort, dont la force est réglable, cependant qu'entre le diamètre extérieur du piston régulateur, dans la zone du fond du piston, et le diamètre intérieur correspondant du corps de la soupape de limitation de pression, il est prévu un espace annulaire ne gênant pas le passage du fluide, la soupape de li- mitation de pression comportant aussi une soupape de sûreté, soumise également à un ressort et destinée à l'air comprimé d'échappement De pareilles soupapes de limitation de pression se montent dans des systèmes de freinage à air comprimé pour véhicules, en général en aval du réservoir d'air comprimé, pour limiter une pression d'air régnant à la sortie du réser- voir à un niveau comparativement bas, qui est utilisé en par- ticulier comme pression de freinage. Une soupape de limitation de pression du type décrit plus haut est connuepar la demande de brevet allemand 26 19 769 ou par la demande de brevet allemand 30 26 283: un piston régulateur soumis à un ressort réglable est logé et guidé mobile de manière limitée dans un carter ou corps de soupape Le piston régulateur forme, avec un bord saillant prévu sur lui et un bord saillant du corps de soupape, une soupape de passage pour l'air comprimé à réduire Le piston régulateur est guidé et logé, sur le côté qui est dirigé vers l'ouverture de purge d'air du corps, par un joint, tandis qu'il est prolongé, à son autre extrémité, axialement et au- delà de la soupape de passage; là il est guidé, sans un pareil joint, dans un alésage d'un diamètre relative- ment grand du corps Dans la zone de ce guidage supérieur, qui est nécessaire pour qu'il n'y ait pas de gauchissement du piston régulateur dans le corps, on prévoit, du côté du corps, l'ouverture d'échappement pour la pression réduite Cette ouverture peut aussi attaquer au-dessous du guidage supérieur. Un défaut de telles soupapes de limitation de pression est qu'elles présentent, pour des délits d'air différents (par unité de temps), un comportement différent de régulation, c'est-à-dire qu'il se produit un comportement de régulation dynamique différent, de sorte que, par exemple, avec des faibles débits d'air, elles limitent le pression d'une manière relativement précise, tandis qu'avec des grands débits, la précision devient plus mauvaise, du fait que la soupape de passage est chargée dynamiquement dans le sens de l'ouverture Comme, pour des freinages même sur le même véhicule, il faut des quantités d'air tout à fait différentes suivant l'intensité du freinage et la construction du système -15 de freinage, des-défauts dans le comportement dynamique de la soupape de limitation de pression ont pout conséquence que même la pression de freinage disponible varie dans cer- taines limites Ceci est désavantageux Comme le piston de régulation des soupapes réductrices de pression connues doit être guidé dans sa zone supérieure et qu'il faut donc un jeu relativement étroit par rapport à l'alésage correspondant qui est dans le corps de la soupape de limitation de pression, cet élargissement et/ou ce collet de guidage de la-soupape régulatrice agit comme un piston et c'est donc la raison des différences dans le comportement dynamique de régulation. Si on augmente ici le jeu, le comportement de régulation dynamique est bien relativement plus grand, mais le guidage du piston en souffre dans cette zone supérieure. Le but de l'invention est de perfectionner une soupape de limitation de pression du type indiqué plus haut, de manière que le guidage supérieur du piston régulateur n'ait pas d'effets nuisibles sur le comportement dynamique de régu- lation en cas de débits d'air différents, par exemple au freinage. Ce but est atteint suivant l'invention en ce que la soupape de sûreté comporte un corps de soupape creux, limité extérieurement de manière cylindrique, avec lequel elle est fixée au corps de la soupape de limitation de pression, la soupape de sûreté pénétrant dans la zone de dépla- cement du piston régulateur; que ce dernier présente, dans son fond, un alésage et qu'il est logé coulissant, par l'inter- médiaire d'un joint, sur le corps de la soupape de sûreté. L'invention transfère donc le guidage supérieur du piston régula- teur de l'extérieur vers l'intérieur, de sorte que des sur- faces du piston régulateur, qui pourraient être soumises à la pression dynamique, sont maintenues très réduites ou peuvent disparaître complètement, en même temps qu'on obtient l'avan- tage que le guidage, ainsi donc que le frottement, se pro- duisent sur un diamètre plus faible, donc sur une surface au total plus faible Il peut d'abord paraitre absurde de prendre cette mesure, parce que le transfert de l'endroit du guidage est lié à la nécessité de placer un joint qui n'est pas néces- saire dans l'état de la technique On a pourtant constaté que le frottement causé par ce joint sur un petit diamètre est tout à fait acceptable et qu'on obtient ainsi un guidage plus précis pour le piston régulateur, précision qui n'est pas seulement le but recherché, mais qui s'exprime aussi par une précision plus élevée à la fermeture et à l'ouverture de la soupape de passage de la soupape de limitation de pression Ceci est important spécialement parce que de pareils limiteurs de pres- sion doivent, pour différentes pressions d'entrée, réduire à la même pression de sortie, c'est-à-dire qu'il ne doit plus y avoir une dépendance de la pression réduite par rapport au niveau absolu de la pression d'entrée De ce point de vue aus- si la présente invention est avantageuse Le piston régulateur peut être conçu comme on le désire à l'endroit de son diamè- tre extérieur, dans la zone supérieure, donc dans la zone du fond de piston et/ou du guidage supérieur, à cause du transfert de guidage; c'està-dire qu'on peut prévoir un grand jeu entre le diamètre extérieur à cet endroit et le diamètre intérieur du corps de soupape Il n'est pas non plus nécessaire de dis- poser des moulures sur le piston régulateur ou d'autres pro- longements gênant le passage du fluide, parce qu'ici la pro- longation et le guidage du piston ne sont pas nécessaires à cause du guidage intérieur. Il est possible que le corps de la soupape de sûreté soit d'une pièce avec le corps et/ou un couvercle de corps de la soupape de limitation de pression Naturellement il peut y avoir une fabrication en deux pièces, qui sont ensuite as- semblées. Dans toutes les exécutions, le corps creux de la soupape de sûreté couvre le joint du fond du piston régula- teur, c'est-à-dire que la soupape de sûreté est raccordée, du côté de l'entrée, à la pression refoulée, puisqu'elle doit contrôler cettre pression Du côté de la sortie, la sou- pape de sûreté mène à là même ouverture dans le corps de la soupape de limitation de pression, ouverture par laquelle la zone du ressort chargeant le piston régulateur est aussi en communication avec l'atmosphère Cela veut dire que le corps de la soupape de limitation de pression n'a besoin que d'une ouverture menant à l'atmosphère et recouverte utilement, de manière connue, par un clapet de retenue ou par-une vanne pa- pillon, pour que la saleté ne puisse pas pénétrer à l'intérieur. Le corps de la soupape de sûreté peut comporter, au-delà de la zone de déplacement du fond du piston régulateur, un prolongement qui est conçu extérieurement comme un guidage pour le ressort du piston régulateur et, intérieurement, comme un guidage pour le ressort de la soupape de sûreté Dans l'objet de la demande, il faut prévoir des ressorts séparés pour la limitation de pression et la soupape de sûreté, qui peuvent être logés et protégés de la façon décrite Le ressort de la soupape de sûreté peut donc être réglable, dans sa force, indépendamment du ressort chargeant le piston régula- teur Ce réglage devient accessible d'une manière particu- lièrement simple quand le corps de la soupape de sûreté est d'une pièce avec un couvercle du corps de la soupape de li- mitation de pression. L'invention va être décrite plus en détail à l'aide de deux exemples d'exécution représentés sur les dessins annexés; sur ces dessins: La figure 1 représente une coupe verticale d'une première forme d'exécution de la soupape de limitation de pression et La figure 2 représente une coupe verticale d'une deuxième forme d'exécution de la soupape de limitation de pression. La soupape de limitation de pression représentée sur la figure l possède un corps 1 avec un couvercle 2 de corps, qui est fixé par une bague de retenue 3 Dans le corps 1 il y a un orifice 4 pour la pression non réduite du côté de l'entrée et un orifice 5 pour la pression réduite du côté de la sortie Dans le corps 1 se trouve un alésage étagé 6, dans lequel est insérée une douille 7, qui est logée de manière étanche au moyen de joints 8 et 9 placés sur sa partie extérieure La douille 7 présente, entre les deux douilles 8 et 9, un canal 10, qui communique continuel- lement avec l'orifice 4 La douille 7 est creuse et elle sert à recevoir un piston régulateur 11, soumis à l'action d'un ressort 12 s'appuyant du côté du corps L'effort de ce res- sort 12 peut être réglé et fixé au moyen d'une vis de ré- glage 13 Le piston régulateur 11 est logé, à son extrémité inférieure, d'une manière étanche et coulissante à l'aide du joint 9, tandis qu'il comporte, à son extrémité supérieure, un fond de piston 14, qui possède un chambrage 15, et avec lequel, et/ou avec un joint 16 qui y est prévu, est réalisé le guidage supérieur du piston régulateur 11 A cet endroit on préVoit une soupape de sûreté 17, qui possède un corps creux 18, limité extérieurement de manière cylindrique et vissé, avec un raccord fileté 19, dans le corps 1 de le Eou- pape de limitation de pression, o il est fixé Naturellemert le corps 1 et le corps 18 peuvent aussi être d'une pièce. Dans le corps 18, un élément de soupape 20 s'appuie, comme représenté, sur une ressort 21, dont l'effort est réglable à l'aide d'une vis de réglage 22 Le corps 18 possède par ailleurs des alésages étagés et axialement traversant 23 ?: 24, auxquels se raccordent les canaux transversaux 25 et 26 Le canal transversal 25 se raccorde à une chambre d'échappement 27 menant à l'orifice 5, tandis que le canal transversal 26 est en liaison continue avec une zone de res- sort 28, qui communique, à son tcur, avec l'atmosphère, par l'intermédiaire d'un canal 29 et d'un clapet anti-retour 30. Le canal 29 représente la seule ouverture ou liaison vers l'atmosphère. Le piston régulateur 11 possède, dans la zone de son guidage supérieur, un collet 31 avec une pente 32, qui forme avec un joint 33, en particulier vulcanisé sur la face frontale de la douille 7, une soupape de passage 32, 33 Pour l'alimentation de cette soupape de passage 32, 33, le piston régulateur 11 a une rainure large périphérique 34, qui est raccordée au canal 10 Dans l'état sans pression, comme représenté sur la figure 1, le piston régulateur 11 est soumis à l'action du ressort 12 et il est ainsi maintenu dans sa posi- tion finale supérieure, contre des butées 35 du corps 1. Le fonctionnement de la soupape de limitation de pression eet le suivant: Dans la position de départ, les pièces sont dans la position relative représentée sur la figure 1, c'est-à-dire que la soupape de passage 32, 33 est ouverte Le ressort 12 est réglé sur un effort déterminé, qui découle du niveau réduit voulu de la pression régnant dans l'orifice 5 par rapport à la surface du piston régulateur 11 soumise à cette pression. Si on fournit de l'air comprimé à l'entrée, c'est-à-dire à l'orifice 4, cet air s'écoule par la soupape de passage ouverte 32, 33, dans la chambre d'échappement 27 et ainsi dans les pièces du circuit placées en aval, jusqu'à ce que la pres- sion limitée réglée y soit atteinte La soupape de passage 32, 33 se ferme alors etnûre une pression d'admission conti- nuant éventuellement à augmenter dans l'orifice 4 ne peut pas élever la pression du côté de l'échappement, dans l'ori- fice 5 S'il se produit dans l'orifice 5, par exemple une consommation d'air comprimé par suite de l'exécution d'un freinage, la pression va y baisser et la surface du piston régulateur 11 sera soumise à une force moins grande, de sorte que la force du ressort 12 peut amener la soupape de pas- sage 32, 33 dans la position d'ouverture, de sorte que de l'air comprimé continue à venir de l'orifice 4, jusqu'à ce que la pression limitée soit rétablie Pour le compor- tement du piston régulateur, il est largement indifférent qu'une quantité d'air importante ou relativement faible soit disponible dans l'orifice 4 Le collet 31 n'offre guère de surface pour l'attaque d'une pression dynamique, de sorte que le comportement dynamique de régulation est essentiel- lement amélioré Comme on le voit, il est prévu, entre le collet 31 et l'alésage étagé 6, un espace annulaire relati- vement grand 36, qui ne gêne pas le passage du fluide. La figure 2 représente une autre forme d'exécution, dans laquelle le couvercle 2 de corps est en haut Le corps 18 de la soupape de sûreté 17 est d'une pièce avec le cou- vercle 2 Il n'y a pas ici-ude douille dans le corps 1 Au lieu de cela, le piston régulateur 11 peut glisser direc- tement dans l'alésage étagé 6 du corps 1 Le collet 31,qui est sur le piston 11, porte un élément de soupape 37, en matériau élastique, appliqué sur le piston, cet élément formant, avec un épaulement 38 de l'alésage, la soupape de passage 37, 38. Le fonctionnement de cette soupape de limitation de pression est analogue Ici aussi le comportement dynamique de régulation est essentiellement amélioré, parce que le guidage du piston de régulation sur le petit diamètre se fait à l'aide du joint 16, de sorte que le diamètre extérieur peut être choisi librement, au point de vue de la construction, dans la zone du collet 31 et/ou de l'élément de soupape 37, si bien qu'on peut en particulier prévoir un espace annulaire 36, qui ne gêne pas le passage du fluide dans la soupape de passage 37, 38 et dans le piston régulateur 11. REVENDICATIONS 1 Soupape de limitation de pression pour des systèmes de freinage à air comprimé sur véhicules automo- biles, comportant un corps de soupape et un piston régulateur, qui y est mobile de manière limitée, forme, avec le corps ou avec une pièce qui lui est liée, une soupape de passage pour la limitation de pression et est soumis à l'action d'un ressort dont la force est réglable, cependant qu'entre le diamètre extérieur du piston régulateur, dans la zone du fond de piston, et le diamètre intérieur correspondant du corps de la soupape de limitation de pression, il est prévu un espace annulaire ne gênant pas le passage du fluide, la sou- pape de limitation de pression comportant aussi une soupape de sûreté, soumise également à l'action d'un ressort et des- tinée à 1 ' air comprimé d'échappement, caractérisée en ce que la soupape de sûreté ( 17) comporte un corps de soupape creux ( 18), limité extérieurement de manière cylindrique, avec lequel elle est fixée au corps de soupape ( 12) de la soupape de limitation de pression, la soupape de sûreté pénétrant dans la zone de déplacement du piston régulateur ( 11); que ce dernier présente, dans son fond ( 14), un alé- sage ( 15) et qu'il est logé coulissant, par l'intermédiaire d'un joint ( 16), sur le corps ( 18) de la soupape de sûreté ( 17). 2 Soupape de limitation de pression suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le corps ( 18) de la soupape de sûreté ( 17) est d'une pièce avec le corps ( 1) et/ou un couvercle ( 2) du corps de la soupape de limitation de pression. 3 Soupape de limitation de pression suivant une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le corps ( 18) de forme creuse de la soupape de sûreté ( 17) couvre le joint du fond ( 14) du piston régulateur ( 11). 4 Soupape de limitation de pression suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps ( 18) de la soupape de sûreté ( 17) comporte, au-delà de la zone de déplacement du fond ( 14) du piston régulateur ( 11), un prolon- tement ( 39), qui est conçu extérieurement comme un guidage pour le ressort ( 12) du piston régulateur ( 11) et, intérieu- rement, comme un guidage pour le ressort ( 21) de la soupape de sûreté ( 17). Soupape de limitation de pression suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la force du ressort ( 21) de la soupape de sûreté ( 17) est réglable indépendam- ment du ressort ( 12) chargeant le piston régulateur ( 11).