Brevet FR2582074A1 — publié le 19861121

- 1 - 2582074 La présente invention concerne un dispositif de valves des- tiné à commander une pression de sortie d'un fluide en fonction d'une pression d'entrée de ce fluide, tout en maintenant la pression de sortie constante entre une valeur inférieure et une valeur supérieure de la pression d'entrée, comprenant une chambre d'entrée et une cham- bre de sortie, une première valve pouvant être commutée en fonction de la pression et étant implantée entre la chambre d'entrée et la chambre de sortie, l'élément de fermeture de cette première valve adoptant la position fermée sous l'action d'un ressort jusqu'à ce que la pression d'entrée ait atteint la valeur de pression supérieure, et comprenant un piston qui est soumis à la pression d'entrée à l'encon- tre de la force d'un ressort, et qui, jusqu'à ce que la pression d'entrée ait atteint la valeur de pression inférieure, bloque le mou- vement de fermeture, produit par un ressort, d'un élément de fermetu- re de valves. Dans un dispositif de valves connu de ce type (demande de brevet allemand n 3.040.282, figure 1), deux valves sont prévues en- tre la chambre d'entrée et la chambre de sortie, la première étant implantée dans l'élément de fermeture de la seconde. Le piston est situé dans la chambre de sortie et bloque le mouvement de fermeture de l'élément de fermeture de valve jusqu'à ce que la pression d'en- trée ait atteint la plus faible des deux valeurs de pression. On constate donc que ce mode de réalisation nécessite deux valves. En outre, le piston étant situé dans la chambre de sortie, sa course est interrompue entre le moment o est atteinte la valeur de pression in- férieure, à laquelle la seconde valve se ferme, et le moment o est atteinte la valeur de pression supérieure, à laquelle la première valve s'ouvre. Après dépassement de la valeur de pression supérieure, à laquelle la première valve s'ouvre, le piston poursuit sa course, le cas échéant jusqu'à une butée. Pendant que le piston continue sa course, le volume de la chambre de sortie augmente. L'élévation de la pression de sortie est donc retardée. Ceci constitue un inconvénient, en particulier lorsque le dispositif de valves est implanté sur une conduite de pression de freinage. De même, lorsque la sortie du dis- positif de valves est reliée à la sottie d'un régulateur de pression, -2 - 2582074 de manière que ces deux dispositifs coopèrent, comme c'est fréquem- ment le cas dans des systèmes de régulation de pression de freinage installés dans des véhicules automobiles, une augmentation de pres- sion dans la chambre de sortie du dispositif de valves, provoquée par le régulateur de pression, peut entratner une augmentation considéra- ble du volume si le piston se déplace avant d'avoir atteint la butée. Ceci peut également retarder l'élévation de pression souhaitée et dé- sensibiliser le circuit de régulation du système de régulation de la pression de freinage. La présente invention a donc pour but de fournir un disposi- tif de valves du type indiqué précédemment, destiné notamment à être implanté sur des conduites de pression de freinage, permettant d'évi- ter, par une mise en oeuvre de moyens réduite, tout retard d'éléva- tion de la pression de sortie, en particulier après dépassement de la valeur de pression supérieure. Conformément à l'invention, ce but est atteint en ce que le piston délimite la chambre d'entrée, bloque le mouvement de fermeture de l'élément de fermeture de la première valve jusqu'à ce que la va- leur de pression inférieure ait été atteinte, et est appliqué contre une butée dès que l'élément de fermeture a adopté sa position fermée. Dans cet agencement, seule la première valve, en liaison avec le piston et les ressorts qui sollicitent l'élément de fermeture de valve et le piston, définit les valeurs de pression inférieure et supérieure entre lesquelles la première valve reste fermée. Pour as- surer cette fonction, il n'est pas nécessaire de prévoir une valve supplémentaire, associée à un élément de fermeture de valve soumis à une friction. De même, l'importante course supplémentaire du piston est supprimée dès que la pression d'entrée a dépassé la valeur de pression inférieure. Dans un agencement, comprenant un générateur de pression auxiliaire qui est relié en parallèle au c té sortie et dont la pression de sortie est amplifiée, l'élévation de la pression de sortie n'est donc pas retardée de façon sensible, en raison d'une augmentation du volume mis en pression par le générateur de pression. A l'inverse, en cas de réduction progressive de la pression d'entrée du dispositif de valves, la pression de sortie est également 2582074- abaissée sans hystérésis, comme dans le cas d'une augmentation de la pression d'entrée. Cependant, si la pression d'entrée est brusquement réduite, l'ensemble masse-ressort du dispositif de valves, en liaison avec la friction du piston, ne peut pas toujours suivre cette chute de pression suffisamment vite. En outre, ce système peut être amené à produire des vibrations. Ceci est encore plus vrai pour un dispositif de valves du même type, dans lequel est prévue une valve supplémen- taire associée à un élément de fermeture de valve soumis à l'action d'un ressort. Pour pouvoir réduire la pression pratiquement sans retard et avec peu de vibrations, il peut être prévu, conformément à l'inven- tion, une seconde valve qui est implantée en parallèle à la premiè- re, entre la chambre d'entrée et la chambre de sortie, qui est ouver- te lorsque la pression de sortie est supérieure à la pression d'en- trée, et qui est conçue sous la forme d'une coupelle d'étanchéité à gorge. Une coupelle de ce type est de conception simple et possède une faible masse, de sorte qu'elle réagit pratiquement sans retard et sans produire de vibrations. Etant donné qu'elle n'est soumise à pra- tiquement aucune friction, son usure est réduite. En outre, lorsqu'il est en position ouverte, l'élément de fermeture de la première valve peut être appliqué, par l'intermédiai- re d'un prolongement prévu côté entrée, contre la surface avant du piston, qui est soumise à la pression d'entrée. Ainsi, le piston maintient obligatoirement cet élément de fermeture de valve en posi- tion ouverte jusqu'à ce que la pression d'entrée ait dépassé la va- leur inférieure et décolle le piston de l'élément de fermeture de valve. Dans cet agencement, le prolongement peut être guidé, avec un jeu, à l'intérieur d'un perçage axial du bottier de valve, de sor- te que l'élément de fermeture de valve n'est pas soumis à une trop forte usure par friction. Pour mettre à l'atmosphère un système, soumis à l'action d'un liquide hydraulique à travers un dispositif de valves, en appli- quant une dépression (mise à l'atmosphère dite "par dépression"), il peut être également prévu de relier à l'atmosphère le côté du piston - 4 - 2582074 soumis à l'action d'un ressort et opposé à la chambre d'entrée. Dans ce cas, le piston maintient obligatoirement l'élément de fermeture de la première valve en position ouverte lorsque la dépression est ap- pliquée à la chambre d'entrée ou à la chambre de sortie, pour que l'air éventuellement contenu dans le système puisse s'échapper. Les différents objets et caractéristiques de l'invention se- ront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent: - la figure 1, une coupe transversale, dans le sens axial, d'un mode de réalisation d'un dispositif de valves conforme à l'in- vention, - la figure 2, un graphique illustrant le rapport entre la pression de sortie et la pression d'entrée du dispositif de valves conforme à la figure 1. Conformément à la figure 1, une pièce de bottier 3 est vis- sée dans un alésage 1 d'une pièce de bottier 2, et son étanchéité par rapport à l'alésage 1 est assurée par un anneau d'étanchéité 4. La pièce de bottier 3 comporte un alésage étagé 5 qui est coaxial à l'alésage 1, et dans lequel un piston 6 coulisse axialement. L'étan- chéité du piston 6 par rapport à l'alésage 5 est assurée par un an- neau d'étanchéité 7, et la surface avant du piston 6 délimite une chambre d'entrée 8 dans l'alésage étagé 5 pratiqué dans la pièce de boîtier 3. La chambre d'entrée 8 est reliée à une entrée 11, prati- quée dans la pièce de bottier 2, par l'intermédiaire de perçages 9, qui traversent la paroi de la pièce de bottier 3, et par l'intermé- diaire d'une chambre annulaire 10 prévue entre les pièces de bottier 2 et 3. Le piston 6 est soumis à l'action d'un ressort 13 qui prend appui sur le piston 6 et sur un couvercle 12 monté dans l'alésage 5. En outre, dans l'alésage axial 5 de la pièce de bottier 3, une pièce rapportée 14 est logée de manière étanche à la pression et comporte un alésage étagé 15 qui la traverse entièrement dans le sens axial. L'un des bords d'épaulement de l'alésage 15 constitue le siège de valve 16 d'un élément de fermeture de valve 17 en matière plasti- que. L'élément de fermeture de valve 17 se compose d'une pièce par- - 2582074 tiellement sphérique 18 pourvue de prolongements cylindriques axiaux 19 et 20. L'élément de fermeture de valve 17 est poussé contre le siège de valve 16 et la surface avant du piston 6 sous l'action d'un ressort 21. En l'occurence, le ressort 21 prend appui, d'une part, sur la pièce partiellement sphérique 18 de l'élément de fermeture de valve et, d'autre part, sur un épaulement annulaire 22 de l'alésage 5 de la pièce de bottier 3. Le prolongement 19 de l'élément de fermetu- re de valve 17 est guidé avec jeu pour faciliter le déplacement à l'intérieur de la partie de l'alésage 15 de la pièce rapportée 14 qui se trouve du côté du piston 6, et il délimite également, avec l'alé- sage 15, une chambre annulaire. Cette chambre annulaire est reliée à la chambre d'entrée 8 par l'intermédiaire de perçages radiaux 23. L'extrémité de l'alésage 5 de la pièce de bottier 3, qui est opposée au couvercle 12, est reliée à une chambre de sortie 24 pro- longée par une sortie 25. Entre l'entrée 11 et la sortie 25, la pièce de bottier 3 est pourvue d'une gorge circulaire extérieure 26 dans laquelle est logé un élément de fermeture de valve 27 formé par une coupelle d'étanchéité à gorge. Une lèvre circonférentielle 28 de la coupelle d'étanchéité à gorge assure l'étanchéité de la pièce de bottier 3 par rapport à l'alésage 1 de la pièce de bottier 2 lorsque la pression d'entrée Pe est supérieure à la pression de sortie Pa' Avec l'alésage 1 de la pièce de bottier 2, la coupelle d'étanchéité à gorge 27 forme donc une valve anti-retour qui ferme le passage de liquide hydraulique de l'entrée 11 vers la sortie 25 à travers la chambre annulaire 10 pré- vue entre les pièces de bottier 2 et 3, mais qui l'ouvre dans le sens opposé. La portion cylindrique 29 de l'élément de fermeture de valve 27, qui est adjacente à la gorge circulaire 26, est chevauchée par un anneau en forme de C 30 qui entoure la pièce de bottier 3 entre l'en- trée 11 et l'élément de fermeture de valve 27, et qui est muni, à sa périphérie, de canaux traversants axiaux conçus sous la forme de rainu- res. L'anneau en forme de C 30 empêche tout bombement radial de la portion cylindrique 29 en cas de compression axiale de la coupelle d'étanchéité à gorge 27 due à un brusque passage de liquide hydrauli- que du côté entrée vers le côté sortie du dispositif de valves, et - 6 - 2582074 garantit donc l'ouverture de la valve i, 27 par application de la lèvre 28, dans le sens radial, contre la portion cylindrique 29. La chambre arrière prévue dans l'alésage 5 entre le piston 6 et le couvercle 12, o est logé le ressort 13, est mise à l'atmosphè- re par l'intermédiaire d'un perçage de compensation de pression 31. Ce perçage de compensation de pression 31 est recouvert par un joint torique 32 qui empêche l'intrusion d'impuretés et qui permet à l'air de passer pratiquement librement à travers le perçage 31 pour mainte- nir un équilibre de pression d'air à l'arrière du piston 6. Le mode de fonctionnement du dispositif de valves représenté à la figure 1 sera maintenant expliqué en détail, en référence au graphique de pression de la figure 2. On admettra que, dans la position représentée, la pression d'entrée Pe et la pression de sortie pression de sortie Pa sont d'abord égales à zéro. Lorsque la pression d'entrée Pe augmente, la pression se propage librement à travers l'entrée 11, la chambre annu- laire 10, les perçages 9, la chambre d'entrée 8, les perçages 23, la chambre annulaire de l'alésage 15, la valve ouverte 16, 17 et la par- tie extrême, côté sortie, de l'alésage axial 5 de la pièce de bottier 3, jusqu'à la chambre de sortie 24 et la sortie 25. Pendant ce temps, le piston 6 est maintenu en butée contre la pièce rapportée 14 au mo- yen du ressort 13 jusqu'à ce que la pression d'entrée Pe atteigne une valeur inférieure Pel correspondant à environ 1,6 bar, cette valeur étant déterminée par le ressort 13 et par la zone active de la surfa- ce avant du piston 6. Lorsque le piston 6 est dans cette position, le prolongement 19 de l'élément de fermeture de valve 17 est également en butée contre la surface avant du piston 6 sous l'action du ressort 21, la valve 16, 17 restant ouverte car le ressort 21 est plus faible que le ressort 13. La pression de sortie Pa augmente donc dans les mêmes proportions que la pression d'entrée Pe jusqu'à ce que la pres- sion d'entrée Pe atteigne la valeur inférieure Pel' Dès que la valeur Pel est dépassée, la force de poussée appliquée à la surface avant du piston 6 par la pression d'entrée Pe excède la force du ressort 13, de sorte que le piston 6 est décollé de la pièce rapportée 14 et dé- placé vers le haut contre la butée formée par le couvercle 12 dès que la pression d'entrée Pe est légèrement supérieure. Pratiquement au moment o le piston 6 est décollé de la pièce rapportée 14, l'élément de fermeture de valve 17 repose également sur le siège de valve 16, tandis que le piston 6 n'a plus qu'à parcourir une distance très courte pour atteindre le couvercle 12 conçu sous la forme d'une bu- tée. Le piston 6 étant décollé de la pièce rapportée 14, la valve 16, 17 est donc fermée, tout comme l'est également la valve 1, 27. Les dimensions du ressort 21 et la zone active de l'élément de fermeture de valve 17 sont calculées pour que la valve 16, 17 ne s'ouvre que lorsque la pression d'entrée Pe atteint une valeur Pe2 nettement su- périeure, égale à environ 9 bars dans cet exemple. Jusqu'à la valeur Pe2, la pression de sortie Pa maintient donc la valeur inférieure Pal = Pel' Dès que la pression d'entrée Pe dépasse la valeur supé- rieure Pe2, la force de poussée appliquée à l'élément de fermeture de valve 17 par la pression d'entrée Pe excède la force du ressort 21, ce qui a pour effet d'ouvrir la valve 16, 17 et de permettre à la pression de sortie Pa d'augmenter à nouveau linéairement avec la pression d'entrée Pe' Ensuite, lorsque la pression d'entrée Pe redes- cend progressivement depuis une valeur supérieure à Pe2' la courbe de pression représentée à la figure 2 est parcourue en sens inverse: lorsque la pression d'entrée Pe2 est atteinte, la valve 16, 17 se referme, et lors- que la pression d'entrée Pel est atteinte, elle est à nouveau ouverte par le piston 6. La valve 1, 27 proprement dite pourrait être supprimée pour ce mode de fonctionnement. Cependant, s'il s'avère nécessaire d'abaisser la pression de sortie Pa en réduisant brusquement la pres- sion d'entrée Pe, l'abaissement de la pression sur le c8té sortie risque d'être retardé du fait que l'élément de fermeture de valve 17 Met le piston 6 ne peuvent pas suivre assez vite la réduction de pres- sion c8té entrée, car en raison de leur masse et de la charge imposée par le ressort, ils ont tous deux tendance à se déplacer avec un cer- tain retard et à vibrer (rebondissements) lorsqu'ils sont brusquement soumis à une différence de pression. Un autre retard est notamment provoqué, au niveau du piston 6, par la friction de l'anneau d'étan- chéité 7 et par sa propre friction dans l'alésage 5. - 8 - 258Z074 La valve 1, 27 permet d'éviter l'apparition d'un retard de réponse de ce type, car l'élément de fermeture de valve 27 réagit pratiquement sans retard en raison de sa masse et de son élasticité réduites ainsi que de son absence de friction, ce qui, en cas de chute brusque de la pression d'entrée Pe, permet de réduire la pression de sortie Pa selon une vitesse correspondante à travers la valve 1, 27 et les canaux axiaux traversants pratiqués à la périphé- rie de l'anneau en forme de C 30. Comme le montre la figure 2, lorsque la pression d'entrée Pe augmente, une pression de sortie supérieure à Pal = 1,6 bar n'appa- rait que lorsque la pression d'entrée Pe a dépassé la valeur compara- tivement élevée de Pe2 = 9 bars, tandis que la pression de sortie Pa est égale à la pression d'entrée Pe jusqu'à ce que la pression d'en- trée Pel soit atteinte. Cette dépendanee entre la pression de sortie Pa et la pression d'entrée Pe est particulièrement souhaitable dans un système de freinage d'un véhicule automobile dont les freins de roue avant sont alimentés par un maitre-cylindre de freinage, et dont les freins de roue arrière sont alimentés par un amplificateur qui est prévu en amont du maitre-cylindre de freinage, et qui, dans son principe, comporte une avance de pression. Dans la pratique, le dis- positif de valves décrit serait implanté entre l'amplificateur et le frein de roue arrière, et la valeur supérieure Pe2 de la pression d'entrée Pe serait prévue égale à la pression de réponse du frein de roue avant. Ces deux freins réagiraient donc à la même pression de freinage. De même, si un régulateur de pression de freinage est prévu pour des freins avant et arrière identiques, le dispositif de valves décrit peut être implanté entre l'amplificateur et le frein de roue arrière. La valeur inférieure Pel est choisie pour correspondre à la chute de pression qui se produit dans le système de conduites prévu en aval du dispositif de valves décrit. Lorsque le dispositif de valves décrit est utilisé pour éle- ver le seuil de réponse d'un frein dont la pression de freinage est régulée par un régulateur de pression parallèle au dispositif de val- ves, la pression apparaissant sur le côté sortie du dispositif de valves peut excéder la pression d'entrée Pe car le régulateur de pression assure une mise en pression supplémentaire du côté sortie. Etant donné que, lors de l'utilisation, avant que le régulateur de pression ne soit déclenché, la pression d'entrée Pe est supérieure à Pel, le piston 6 est déjà appliqué contre le couvercle 12 lorsque le régulateur de pression se déclenche, de sorte que le piston 6 ne poursuit pas sa course, même si la pression de sortie Pa et, donc, la pression d'entrée Pe augmente, et le volume du système, qui est sou- mis à l'effet du liquide hydraulique supplémentaire sous l'action du régulateur de pression, reste constant. La pression du régulateur de pression peut donc agir sans retard dans le système de freinage. De même, un retard supplémentaire dans le circuit de régulation de pres- sion n'affecte pas l'action de régulation du régulateur de pression et ne provoque donc pas de désensibilisation. En cas de mise à l'atmosphère assistée (mise à l'atmosphère par dépression), il faut veiller à ce que le dispositif de valve reste bien en position ouverte pour garantir un libre écoulement du liquide entre les cylindres de roue et le réservoir. Dans ce cas, la surface du piston 6 soumise à l'effet de la dépression agit dans le même sens que le ressort 23 et assiste ce dernier dans sa fonction. -]'- _2582074 REVENDICATIONS 1. Dispositif de valves destiné à commander une pression de sortie d'un fluide en fonction d'une pression d'entrée de ce fluide, tout en maintenant ladite pression de sortie constante entre une va- leur inférieure et une valeur supérieure de ladite pression d'entrée, comprenant une chambre d'entrée et une chambre de sortie, une premiè- re valve pouvant être commutée en fonction de la pression et étant implantée entre ladite chambre d'entrée et ladite chambre de sortie, l'élément de fermeture de ladite première valve adoptant la position fermée sous l'action d'un ressort jusqu'à ce que ladite pression d'entrée ait atteint la valeur de pression supérieure, et comprenant un piston qui est soumis à ladite pression d'entrée à l'encontre de la force d'un ressort, et qui, jusqu'à ce que ladite pression d'en- trée ait atteint la valeur de pression inférieure, bloque le mouve- ment de fermeture, produit par un ressort, d'un élément de fermeture de valve, caractérisé en ce que ledit piston (6) délimite ladite chambre d'entrée (8), bloque le mouvement de fermeture dudit élément de fermeture (17) de ladite première valve (16, 17) jusqu'à ce que ladite valeur de pression inférieure (Pel) ait été atteinte, et est appliqué contre une butée (12) dès que ledit élément de fermeture (17) a adopté sa position fermée. 2. Dispositif de valves conforme à la revendication 1, com- prenant une seconde valve qui est implantée en parallèle à ladite première valve, entre ladite chambre d'entrée et ladite chambre de sortie, et qui est ouverte lorsque Iadite pression de sortie est su- périeure à ladite pression d'entrée, caractérisé en ce que ladite se- conde valve (1, 27) est une coupelle d'étanchéité à gorge. 3. Dispositif de valves conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit élément de fermeture (17) de ladite pre- mière valve (16, 17) est en matière plastique. 4. Dispositif de valves conforme à l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'en position ouverte, ledit élément de fermeture (17) de ladite première valve (16, 17) est ap- -1: 2582074 pliqué, par l'intermédiaire d'un prolongement (19) prévu côté entrée, contre la surface avant dudit piston (6) qui est soumise à ladite pression d'entrée (Pe) 5. Dispositif de valves conforme à la revendication 4, ca- ractérisé en ce que ledit prolongement (19) est guidé avec jeu à l'intérieur d'un alésage axial (15) du bottier de valve (12, 3). 6. Dispositif de valves conforme à l'une quelconque des re- vendications 1 à 5, caractérisé en ce que le côté dudit piston (6) soumis à l'action d'un ressort et opposé à ladite chambre d'entrée (8) est relié à l'atmosphère.