Brevet FR2598131A1 — publié le 19871106

La présente invention concerne une unité de régulation de pression, notamment pour système de freinage pour véhicule automobile, à circuit double et commandé par un liquide de pression, du type comprenant un boitier et un dispositif régulateur interposé entre une entrée et une sortie et actionné par une force de commande. Les unités de régulation de pression de ce type servent à réduire la pression de freinage dans le circuit de freinage de l'essieu arrière d'un véhicule en fonction de la pression régnant à l'endroit des freins des roues avant. En vue d'adapter d'une manière optimale le com10 portement de freinage - sous diverses conditions de charge d'un véhicule et compte tenu de la répartition dynamique de charge. sur les essieux au cours de l'opération -de freinage - au comportement de freinage caractérisé par la courbe caractéristique idéale de la pression de freinage, on utilise des unités de régulation de pression sensibles à la charge, dans 15 lesquelles il existe une variation de la pression de oamutaticn pour laquelle, lorsqu'elle est atteinte, la pression commence à diminuer. On connaît d'après la demande de brevet allemand publiée 3.343.614, une unité de régulation de pression conforme au type considéré, mais qui est toutefois d'une conception complexe et est par conséquent difficile à 20 assembler. Par ailleurs, cette unité connue de régulation de pression comprend un siège de soupape qui doit être réalisé par poinçonnage de façon étanche à la pression dans le piston de commande et qui est conçu comme partie de pièce annulaire supplémentaire. Ce type de structure divulgué ne permet pas de mettre en place un élément utilisé en tant que 25 bille estampée, également en tant qu'élément d'étanchéité ou élément obturateur de soupape dans l'unité de régulation, ce qui est souhaitable toutefois en raison des bonnes valeurs d'étanchéité obtenues. C'est pourquoi l'invention a pour but de concevoir une unité de régulation de pression conforme au type indiqué et qui se distingue 30 par une fabrication simple et à faible coût, par une fiabilité importante en fonctionnement et par une étanchéité particulière des soupapes. A cet effet, l'invention a pour objet une unité de régulation de pression du type indiqué, caractérisée en ce que le piston de commande est d'une conception en deux parties comprenant une première partie de 35 piston faisant saillie hors du boîtier et une seconde partie de piston qui est entièrement logée dans ce boitier tandis qu'un siège de soupape est incorporé à cette seconde partie de piston. Le fait que le piston de commande soit d'une conception en deux parties offre un avantage particulier à l'égard des mesures de prévention contre la corrosion qui devraient sans cela être prises, et on peut réaliser en un acier de haute qualité la partie d'accouplement qui fait saillie hors du boitier, alors que la partie de commande peut être constituée d'acier et comporte de manière incorporée un siège de soupape, ce qui élimine le besoin d'une pièce usinée au tour qui doit être matée 10 d'une manière étanche à la pression de façon à être utilisée en tant que siège de soupape. Un avantage particulier en ce qui concerne les coûts de fabrication réside dans le fait qu'on peut utiliser en tant qu'élément d'étanchéité ou qu'obturateur un élément d'une configuration géométrique 15 la plus simple, en particulier une bille, cet élément étant introduit dans une cavité correspondante avant de relier la partie d'accouplement à la partie de commande et servant à la fois à l'estampage du siège de soupape et en tant qu'élément obturateur. Il est particulièrement avantageux que la tige d'actionnement de la soupape soit soumise à l'action d'un composant assurat un rapel élastique, plus particulièrement un ressort ou un élément en caoutchouc. Cela permet de rendre minimale la variation (hystérésis) de la courbe caractéristique d'accroissement de pression par rapport à la courbe caractéristique de réduction de pression de l'unité de régulation de pression. Il est également judicieux, pour la fiabilité de fonctionnement, qu'un élément formant filtre soit monté dans l'unité de régulation de pression, notamment en étant serré entre un élément de fermeture et un disque annulaire, cet élément formant filtre étant plus par30 ticulièrement constitué d'un matériau stable comportant des pores et disposé en regard d'un perçage d'entrée, étant donné que les unités de régulation de pression sont particulièrement sensibles à la saleté. On doit voir un autre avantage dans un élargissement en forme de tête prévu à une extrémité de la tige d'actionnement de soupape qui actionne l'élément obturateur de la soupape, cet élargissement servant à maintenir axialement en position cette tige d'actionnement de soupape en coopérant avec un élément de matière plastique serré sur une autre extrémité de celle-ci. 2598 1 3 1 Il est particulièrement avantageux que la partie d'accouplement qui est réalisée en un acier de haute qualité, n'ait besoin que de subir un traitement mécanique mineur. Un autre avantage essentiel réside dans le fait que le dispo5 sitif régulateur permet d'être totalement préassemblé et d'être vissé sous la forme d'un tout dans son alésage. Au cours de cette opération de vissage, la garniture annulaire d'étanchéité appliquée sur la partie de commande est repoussée élastiquement par le ressort hélicoïdal et le disque de façon à adopter sa position convenable. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, à titre d'exemples non limitatifs et en regard des dessins dans lesquels: la fig. 1 est une coupe transversale prise à travers une unité de régulation de pression conforme à l'invention, la fig. 2 est un mode préféré de la réalisation de l'invention comportant un élément en caoutchouc disposé entre la tige et le boîtier, la fig. 3 est un mode préféré de réalisation de l'invention comportant un ressort disposé entre cette tige et ce boîtier, la fig. 4 est un mode préféré de réalisation de l'invention comportant un élément formant filtre, et la fig. 5 est un graphique illustrant la variation de la pression de sortieenfcrcticn de la pression d'entrée. On a affecté à des parties identiques des chiffres de référence identiques sur toutes les représentations. L'unité de régulation de pression représentée à la fig. 1 comprend un boîtier 1 comportant un alésage principal étagé destiné au dispositif régulateur qui est constitué pour l'essentiel de la partie d'accouplement 5 et de la partie de commande 6. Il est en outre prévu pour l'entrée 11 et la sortie 12 du circuit de freinage d'essieu arrière des perçages de raccordement qui s'étendent transversalement aux alésages principaux. Etant donné qu'elle vient en contact avec l'atmosphère, la partie d'accouplement sensiblement en forme de cylindre 5 du dispositif régulateur est réalisée en acier inoxydable et pénètre dans la partie de commande en forme de manchon étagé 6 de diamètre extérieur plus large, avec laquelle elle est matée, et elle est soutenue d'une manière étanche par un élément de fermeture 16 qui est vissé de manière étanche à la pression das le boitier 1. Une extrémité d'un caitxn protecteur 17 s'emboîte par dessus cet élément de fermeture 16, tandis que son autre extrémité est fixée dans une gorge annulaire de la partie extrême de la partie de l'accouplement 5 qui fait saillie hors du boîtier 1. Une bille 7 est logée dans une cavité 8 de la partie de commande 6, un ressort 18 faisant ce déplacer cette bille, sur laquelle un siège de soupape est réalisé par estampage, de façon qu'elle vienne en butée sur l'extrémité 5 intérieure d'un alésage axial 19 dans lequel est insérée, avec un certain jeu, une tige 20. Pqndulahritpar rapport à cet alésage 19, il est prévu un perçage transversal 21 qui communique avec lui. Par son autre extrémité, le-ressort 18 s'appuie sur la partie d'accouplement 5 et est guidé par une partie de diamètre réduit de la 10 partie d'accouplement 5 qui est prévue à cet effet à l'extrémité correspondante. La cavité 8 communique avec le percage de raccordement Il par l'intermédiaire d'un perçage transversal 22 et de l'alésage principal du dispositif régulateur. La partie de commande 6 est reçue de manière coulissante par une bague 23 et l'étanchéité par rapport au boîtier 1 en est 15 assurée par une garniture annulaire 24. Un disque annulaire 25, qui vient en butée sur la lèvre d'étanchéité extérieure de cette garniture d'étanchéité 24, est soumis à l'action d'un ressort 26 dont l'autre extrémité s'appuie sur la bague 27 qui repose elle même contre l'élément de fermeture 16. -2D Le diamètre intérieur de cette bague 27 est inférieur au diamètre extérieur de la partie de commande 6, de sorte que cette bague sert d'organe de limitation de course de retour pour le dispositif régulateur, en agissant comme une butée à l'égard de la surface extrême 36 de la partie de commande 6. Cette même bague 27 sert à immobiliser un joint 32 qui assure l'étanchéité entre la partie d'accouplement 5 et l'élément de fermeture 16. Le dispositif régulateur reçoit l'application d'une force de commande sensible à la charge à l'aide d'un levier 29 sur lequel cette force de commande est introduite à l'aide d'un ressort précontraint (non repré30 senté). Les parties de commande et d'accouplement 5 et 6 se déplacent à l'encontre de la force d'actionnement lorsqu'est atteinte la pression de oWLXt.2innaUcours d'une opération de freinage, si bien que la bille 7 qui était précédemment retenue dans la position ouverte par la tige 20 vient obturer l'alésage 19. Lorsque la pression introduite par le perçage 11 35 continue de s'élever, la pression de sortie dans le perçage 12 se trouvera réduite en fonction du rapport des surfaces de la partie de commande 6 et de la partie d'accouplement 5 sur lesquelles est appliquée la pression. Lorsque la pression d'entrée diminue, la chute de pression du côté de'lasortie se réalisera tout d'abord à l'encontre de la force d'actionnement due à la différence de pression. Une diminution supplémentaire de pression aura lieu en fonction de la force d'actionnement grâce à un écoulement du liquide le long de la garniture annulaire 24 et à une 5 ouverture du siège de soupape due à un actionnement de la bille 7 par la tige 20 une fois le dispositif régulateur venu en butéecntre:1eboîtier 1. Les figs. 2 et 3 représentent chacune un mode de réalisation de la présente invention qui comporte une partie formée d'un composahtde rapel élastique disposée entre la tige 1 et le boîtier 1. A la fig. 2, cette partie est un élément en caoutchouc 42 qui est logé dans une cavité correspondante du boîtier 1 située à l'extrémité de l'alésage du dispositif régulateur. La forme de cet élément en caoutchouc 42 et de cette cavité est analogue à un tronc de cône et converge en direction du côté inté15 rieur du boîtier, cet élément en caoutchouc 42 étant immobilisé en position dans le sens axial une fois qu'il a été comprimé dans la cavité et s'est emboîté dans celle-ci. A l'extrémité voisine de cet élément en caoutchouc, la tige 20 présente une tête plus large 46 pour laquelle il est également prévu une cavité à l'extrémité correspondante de la partie de commande 6, cette cavité étant toutefois dimensionnée de façon que la tête 46 fasse légèrement saillie au-delà de cette partie de commande. L'effet que la force de commande a sur la tige 20 conduit à une ouverture plus rapide de la soupape de régulation lorsque s'interrompt le serrage des freins - voir à cet égard le point 61 de la fig. 5 qui représente le graphique de la valeur que la pression de sortie PA régnant à l'endroit du perçage 12 présenteenfcrcticn de la pression d'entrée PE à l'endroit du perçage 11. La force de la bille de soupape 7 qui doit être reçue en supplément par la partie de commande 6 agit sur cette partie de commande 6 en couvrant une distance 30 d'approximativement 1 à 2 mm. Cela raccourcit la distance 62 qui sans cela, en fonction de l'amplitude de PE, peut s'élever jusqu'à 15 bars et cela réduit la plage d'hystérésis, c'est-à-dire la surface comprise entre la courbe caractéristique d'augmentation de pression 63 et la courbe caractéristique de diminution tracée en trait interrompu. De la sorte, cette plage, qui est importante pour un comportement stable de conduite, est caractérisée par une déviation très faible par rapport à la courbe caractéristique d'augmentation de pression 63. :; t 1 5;::1 * 15 La fig. 3 représente un mode de réalisation de l'invention destiné à réduire l'effet d'hystérésis et dans lequel un ressort hélicoîdal 40 sert, en tant qu'élément élastique, à appliquer une précontrainte sur la tige 20. A cet effet,un ' emEntde révlutinenmatiepsiede révolution 48, en forme de T en coupe transversale longitudinale, est monté à force sur l'extrémité de la tige 20 faisant face au boîtier. L'autre extrémité de la tige, qui fait face à la bille, présente une partie 50 de diamètre plus large qui est guidée dans une partie plus large de l'alésage 19. Cela crée, en combinaison avec l'élément en matière plastique 48, une immobilisation en position axiale de la tige 20. Dans sa zone de plus grand diamètre faisant face à la bille 7, l'élément en matière plastique 48 comporte des canaux d'écoulement 52 à travers lesquels l'alésage 19 communique avec la cavité 54 dans laquelle cet élément en matière plastique 48 est guidé. La face extrême de cette cavité 54 constitue une butée pour cet élément en matière plastique 48. Le ressort hélicoidal 40, qui vient au contact du côté arrière de la partie plus large de l'élément en matière plastique 48 qui fait face à cette butée, vient s'appuyer par son autre extrémité contre le boitier 1. Sur la fig. 4, un filtre 40 est monté dans l'alésage du dispositif régulateur. Ce filtre est réalisé en un matériau rigide et est d'une conception annulaire. Il est monté avant que l'on visse l'élément de fermeture 16 et il est disposé en étant serré entre ce dernier et le disque annulaire 25, en venant en appui serré sur l'alésage du dispositif régulateur, directement en regard du perçage 11 à travers lequel se déplace le liquide de pression. De cette manière, le liquide traverse le filtre 44 dans les deux sens, ce qui a un effet autonettoyant. Ce filtre 44 peut être découpé à la taille convenable à partir d'un tube réalisé en un tissu filtrant, ce qui en rend la fabrication peu onéreuse. REVENDICATIONS 1. Unité de régulation de pression, notamment pour système de freinage pour véhicule automobile, à circuit double et commandé par un liquide de pression, du type comprenant un boîtier (1) et un dispositif régulateur (5 - 6) interposé entre une entrée (11) et une sortie (12) et 5 actionné par une force de commande (29), caractérisée en ce que le piston de commande (5, 6) est d'une conception en deux parties comprenant une première partie de piston (5) faisant saillie hors du boîtier (1) et une seconde partie de piston (6) qui est entièrement logée dans ce boîtier (1) , tandis qu'un siège de soupape est incorporé à cette seconde partie 10 de piston (6). 2. Unité de régulation de pression selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est prévu un élément d'une configuration géométrique simple, par exemple une bille (7), pour servir d'organe obturateur de soupape, ledit élément étant logé dans une cavité correspondante (8) 15 avant l'assemblage des parties de piston (5 et 6) et servant à la fois à la réalisation par estampage du siège de soupape et en qualité d'organe obturateur de soupape. 3. Unité de régulation de pression, notamment pour système de freinage, pour véhicule automobile, à circuit double et commandé par un 20 liquide de pression, du type comprenant un boîtier (1) et un dispositif régulateur (5 - 6) interposé entre une entrée (11) et une sortie (12) et actionné par une force de commande (29), selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'un élément à retour élastique, plus particulièrement un ressort (40) ou un élément en caoutchouc 25 (42), est disposé en tant que butée pour une tige d'actionnement de soupape (20). 4. Unité de régulation de pression, notamment pour système de freinage, pour véhicule automobile, à circuit double et commandé par un liquide de pression, du type comprenant un boîtier (1) et un dispositif 30 régulateur (5 - 6) interposé entre une entrée (11) et une sortie (12) et actionné par une force de commande (29), selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'un élément formant filtre (44) est monté dans l'unité de régulation de pression, notamment en étant serré entre un élément de fermeture (16) et un disque annulaire (25), cet 35 élément formant filtre étant plus particulièrement constitué d'un matériau stable comportant des pores et disposé en regard d'un perçage d'entrée (11).