Brevet FR2604236A1 — publié le 19880325

L'invention prend pour point de départ une val- ve modulatrice à au moins deux raccords, notamment pour une installation de freinage équipée d'un dispositif anti-blocage, qui comprend: au moins un électro-aimant pouvant être excité avec des intensités différentes et muni d'une armature, d'au moins un ressort de rappel et d'un ressort d'isolement; et des clapets qui sont compo- sées de sièges de clapets et d'éléments mobiles qui peu- vent se déplacer par rapport à ces sièges et qui sont commandés par l'armature et par son ressort de rappel, par l'intermédiaire d'éléments de transmission. On connaît déjà, du fait du US-A-3 989 063, une valve modulatrice appropriée pour une installation de freinage équipée d'un dispositif anti-blocage, qui com- prend deux clapets formés d'un siège et d'une bille et qui peuvent être actionnés l'un après l'autre, un élec- tro-aimant muni d'une armature, d'au moins un ressort de rappel attaquant cette armature et d'au moins un ressort d'isolement. En excitant une bobine de l'électro-aimant avec deux intensités différentes, il est possible de fer- mer ce qu'on appelle un raccord de mattre-cylindre de la valve et, de cette façon, d'isoler ce mattre-cylindre d'un raccord de frein de roue, ou de relier ce raccord de frein de roue à un raccord de détente de la pression. Une pression régnant sur le raccord de frein de roue peut être, par exemple, maintenue constante, même lors- qu'il règne une pression plus élevée sur le raccord de maltre-cylindre, par exemple, par suite d'une pression intensifiée sur la pédale de frein. Lorsque le maintien à une pression constante du raccord de frein de roue est interrompu par commutation de la valve, de sorte que la pression régnant dans le raccord de maître-cylindre peut ainsi se transmettre librement au raccord de frein de roue, il peut se produire dans le frein de roue cor- respondant des montées trop rapides de la pression de freinage, qui peuvent conduire à un surfreinage trop in- tense de la roue correspondante. Dans une installation de freinage connue par le brevet US-A-4 141 595 (figure 3), il est prévu, pour évi- ter des montées trop rapides de la pression de freinage dans le cas d'une intervention anti-blocage, une valve modulatrice équipée d'un étranglement incorporé. Cet étranglement, qui est efficace dans une position de com- mutation déterminée de la valve, évite les montées trop rapides de la pression de freinage après les diminutions de cette pression, qui ont été exécutées pour éviter le blocage. Le brevet US-A-4 141 595 ne décrit pas de parti- cularité de construction pour la réalisation pratique d'une valve modulatrice à étranglement incorporé. La valve modulatrice selon l'invention est ca- ractérisée en ce que deux clapets reliés à l'un des rac- cords sont réalisées sous la forme de clapets anti-re- tour pouvant être fermés au moyen de ressorts de fermetu- re et orientés dans une disposition parallèle, en ce que ces clapets ont le même sens d'ouverture par rapport à ce raccord et en ce que les éléments de transmission sont constitués de telle manière que les éléments mobi- les des deux clapets puissent être soulevés de leurs sièges l'un après l'autre. La valve modulatrice selon l'invention présente l'avantage de permettre d'obtenir un retardement souhai- table des montées automatiques de la pression de freina- ge au moyen d'une valve peu encombrante et avec une fai- ble dépense de moyens techniques. Selon une autre caractéristique de l'invention, le raccord correspondant aux deux clapets est associé à une source de pression de freinage et les clapets sont orientés de manière à pouvoir s'ouvrir vers la source de pression de freinage sous l'action de la pression du fluide sous pression. Cette caractéristique donne une combinaison avantageuse pour les installations de freina- ge de véhicules. 3 COV2604236 Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément de transmission de l'un des clapets est consti- tué par un poussoir d'ouverture fixé rigidement à l'arma- ture de l'électro-aimant et l'élément de transmission de l'autre clapet est constitué par un poussoir d'ouverture qui peut se déplacer en translation par rapport à l'arma- ture et est chargé en direction de l'élément mobile de ce clapet par un ressort précontraint porté par l'armatu- re, la force du ressort précontraint étant plus forte que celle du ressort de fermeture correspondant, qui a- git sur l'élément mobile du clapet. Par exemple dans une installation de freinage pour véhicules, cette caracté- ristique a l'avantage de permettre d'obtenir, lorsque le raccord en question est relié à un émetteur de pression de freinage, et d'une façon techniquement simple, une mo- dulation des vitesses de montée de la pression de freina- ge dans au moins un frein de roue en fonction des diffé- rences de pression entre le raccord du cylindre princi- pal et le raccord du frein de roue. Dans cas, il suffit pour la commande de l'excitation de l'électro-aimant d'un appareil de commande construit de la façon classi- que, tel que celui qu'on utilise, par exemple, dans les appareils déjà connus, selon le brevet US-A-3 989 063. Selon une autre caractéristique de l'invention, les chambres prévues entre les deux sièges des clapets et leur raccord commun et qui renferment les éléments mo- biles des clapets et les ressorts de fermeture sont par- tiellement fermées au moyen de rondelles annulaires sur lesquelles les ressorts de fermeture prennent appui. Cet- te caractéristique représente une forme avantageuse de réalisation de l'appareil. Selon une autre caractéristique de l'invention, un étranglement est associé & au moins l'un des deux cla- pets, ce qui apporte l'avantage de permettre d'adapter les débits aux besoins existants. Selon une autre caractéristique de l'invention, 4 2604236 au moins l'une des rondelles constitue l'étranglement as- socié au clapet correspondant, ce qui représente une so- lution économique. Selon une autre caractéristique de l'invention, les clapets sont disposés au-dessus d'une chambre d'arma- ture dans laquelle l'armature se déplace. Cette caracté- ristique a l'avantage de permettre d'exécuter la purge d'air de la valve d'une façon simple. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- - tion qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 est une coupe de la valve modulatri- ce selon l'invention; la figure 2 est une coupe longitudinale de la valve selon la figure 1; et la figure 3 est une deuxième coupe longitudina- le de la valve selon la figure 1. La valve modulatrice 2 comprend un corps 3 qui forme un électro-aimant 5 en combinaison avec une bobine 4, une armature 6 qui peut se déplacer dans l'électro- aimant 5, deux ressorts de rappel 7, 8, un ressort d'iso- lement 9, et trois clapets 10, 11, 12 agencés dans le corps 3. Une cuvette de raccordement 13 creusée dans la face frontale supérieure 3a du corps 3 est associée aux clapets 10 et 11. Cette cuvette de raccordement 13 est en communication, par un élément d'assemblage 14, avec ce qu'on appelle un raccord d'émetteur de pression de freinage 15. Selon le type de l'installation de freinage à dispositif anti-blocage considérée (non représentée), ce raccord d'émetteur de pression de freinage 15 peut être relié, soit à une valve de commande de pression de freinage, soit à un matre-cylindre de freinage et à une pompe de retour, soit à un dispositif d'introduction de la pression de freinage. De la cuvette de raccordement 2604236 13, partent deux chambres 16 et 17 orientées parallè- lement qui se terminent sur des sièges de clapets 18, 19. Des perçages de liaison 20, 21 conduisent des sièges 18, 19 à une chambre d'armature 22. A l'opposé de ces clapets 10, 11 et 12, le corps 3 est fermé au moyen d'un noyau d'électro-aimant 23. Les clapets 10 et 11 pos- sèdent des éléments mobiles 24 et 25 constitués par des billes. A l'intérieur des chambres 16 et 17 sont dispo- sés des ressorts de fermeture 26 et 27 qui chargent les éléments mobiles 24 et 25 des clapets vers leurs sièges 18 et 19. Sous l'effet des ressorts de fermeture 26 et 27, les clapets 10 et 11 se comportent comme des clapets anti-retour lorsqu'il règne des pressions plus hautes dans les perçages de liaison 20 et 21 que dans les cham- bres 16 et 17 et lorsque les forces d'ouverture, qui se- ront décrites dans la suite, ne soulèvent pas les élé- ments mobiles 24 et 25. Les chambres 16 et 17 sont par- tiellement fermées par des rondelles annulaires 28 et 29. C'est sur ces rondelles annulaires 28 et 29 que les ressorts de fermeture 26 et 27 prennent appui. Les ron- delles 28 et 29 sont fixées dans leur position représen- tée, par exemple par matage. Les rondelles 28 et 29 pré- sentent des trous 30 et 31 qui, selon leur diamètre, ont un effet d'orifice d'étranglement plus ou moins pronon- cé. Dans le prolongement de l'axe longitudinal du perçage de liaison 20, est aligné un élément de transmis- sion, réalisé sous la forme d'un poussoir d'ouverture 32 et qui est relié rigidement à l'armature 6. Dans le pro- longement de l'axe longitudinal du perçage de liaison 21, se trouve également un élément de transmission qui est réalisé sous la forme d'un poussoir d'ouverture 33. Ce poussoir d'ouverture 33 plonge et coulisse longitudi- nalement dans un perçage de guidage 34 ménagé dans l'ar- mature 6. Ce perçage de guidage 34 reçoit en supplément un ressort 35, monté dans un état précontraint, qui pres- 6 2604236 se contre une embase 36 prévue sur le poussoir d'ouvertu- re 33. Une plaque perforée 38 fixée à l'extrémité 37 de l'armature 6 sert de butée pour l'embase 36, de sorte que cette embase ne risque pas d'être éjectée de l'arma- ture 6 par la force du ressort 35. Le clapet 12 est constitué par un siège de cla- pet 39 qui prend origine dans la chambre 22 de l'armatu- re, par un élément mobile de clapet 40 correspondant, qui est constitué par une bille et par un élément de transmission 41 présentant la forme d'une tige. Sur le siège 39 de ce clapet, prend naissance un perçage de liaison 42 qui est en communication avec une cuvette de raccordement 45 par l'intermédiaire d'autres perçages 43 et 44. La cuvette de raccordement 45 fait partie de ce qu'on appelle un raccord de détente de la pression qui peut être relié, selon la constitution de l'installation de freinage correspondante, par exemple à un réservoir de retour, ou encore directement à une pompe de retour. Dans la chambre 22 de l'armature, prend naissan- ce un autre perçage 46 qui se termine dans une cuvette de raccordement 47. Cette cuvette de raccordement 47 cor- respond, par exemple, à un raccord de frein de roue 48. L'élément de transmission 41 en forme de tige est enfilé à travers la plaque perforée 38 et il possède une embase 49 à l'intérieur de l'armature 6. Coaxialement à l'élé- ment de transmission 41, l'armature 6 présente un perça- ge de logement 50 destiné à recevoir le ressort d'isole- ment 9 et une bague de butée 51, laquelle peut coulisser à l'intérieur du perçage de logement 50 et présente une collerette annulaire 52 qui se trouve entre le ressort d'isolement 9 et l'embase 49. Entre la bague de butée 51 et la plaque perforée 58, est intercalée une bague entre- toise 53. Au perçage de logement 50, se raccorde un per- çage 54 qui possède un diamètre inférieur à celui du per- çage de logement 50. Dans ce perçage 54, s'étend un pous- soir 55, mobile en translation par rapport à l'armature 7 2604236 6 et qui présente une embase 56 à l'intérieur du perçage de logement 50. L'embase 56 forme une butée qui peut se déplacer par rapport à la bague de butée 51. Le ressort d'isolement 9 prend appui sur l'embase 56. Dans la posi- tion de base de l'armature 6, le poussoir 55 se trouve à une certaine distance du noyau 23 de l'électro-aimant, lequel forme une butée pour ce poussoir 55, d'une façon qui sera décrite dans la suite. Au perçage 54, se raccor- de un perçage de logement 57 qui a un plus grand diamè- tre que le perçage 54 et qui reçoit le ressort de rappel 7. Ce ressort de rappel 7 est constitué par un ressort hélicoidal et il est monté dans un état précontraint, et prend appui sur le ressort de rappel 8 qui, de son côté, est appuyé sur le noyau 23 de l'électro-aimant. Le res- sort de rappel 8 est réalisé sous la forme d'une rondel- le Belleville faite d'une matière antimagnétique. Dans la position de base de l'armature 6 qui est représentée, il existe un écartement entre cette armature 6 et le res- sort de rappel 8. Le ressort d'isolement 9 et le ressort de rappel 7 sont calculés l'un en fonction de l'autre de manière que, dans la position de base de l'armature 6, l'élément mobile 40 soit appuyé contre le siège 39 et que la bague de butée 51 soit en appui contre la bague entretoise 53 qui, de son côté, est pressée contre la plaque perforée 38. Un ressort précontraint 9a est inter- posé entre l'élément de transmission 41 et le poussoir 55. Les longueurs des poussoirs d'ouverture 32 et 33 sont calculées de manière que, dans la position de ba- se de l'armature 6 qui est représentée, les éléments mo- biles 24 et 25 soient soulevés de leurs sièges 18 et 19 respectivement & l'encontre des forces des ressorts de fermeture 26 et 27. Le redsort de fermeture 27 et le res- sort 35 sont calculés l'un en fonction de l'autre de tel- le manière que, lorsque la même pression règne dans la cuvette de raccordement 13 et dans la chambre 22 de l'ar- 8 L604236 mature, l'embase 36 du poussoir d'ouverture 33 soit ap- puyée contre la plaque perforée 38, qui sert de butée d'une façon déjà exposée plus haut. En partant de la position de base sans courant représentée, une excitation de la bobine 4 avec une pre- mière intensité a pour effet que l'armature se déplace en direction du noyau 23 de l'électro-aimant jusqu'à ce que le poussoir 55 rencontre le ressort de rappel 8 du type rondelle Belleville. Dans cette manoeuvre, les pous- soirs d'ouverture 32 et 33 se déplacent en direction du noyau 23 de l'électro-aimant de sorte que, sous l'action des ressorts de fermeture 26 et 27, les éléments mobiles 24 et 25 des clapets se posent sur leurs sièges 18 et 19. A ce moment, un ressort 9a, qui exerce une pression vers le siège de clapet 39 et prend appui sur le pous- soir 55 maintient le clapet 12 fermé. Le jeu, déjà cité, de l'embase 49 entre la collerette 52 et la bague entre- toise 53 permet au ressort 9a de transmettre la force de fermeture désirée à l'élément de transmission. De cette façon, la chambre 22 de l'armature est fermée par rap- port au raccord 15 de l'émetteur de pression de freinage et par rapport à la cuvette de raccordement 45. La cham- bre 22 de l'armature n'est donc plus maintenant reliée qu'à la cuvette de raccordement 47 qui, par exemple, est associée à un raccord de frein de roue 48. Lorsque la bobine 4 est excitée avec une deuxi- ème intensité, plus forte, l'armature 6 comprime davanta- ge le ressort de rappel 7 et, dans ce mouvement, finit par aplatir également le ressort de rappel 8. Dans ce mouvement, l'armature 6 surmonte aussi la force du res- sort d'isolement 9 précontraint, de sorte que la plaque perforée 38 solidaire de l'armature 6 agit, sur l'embase 49 par l'intermédiaire de la bague entretoise 53, surmon- te la force du ressort 9a, et de cette façon, en agis- sant par l'intermédiaire de l'élément de transmission 41 en forme de tige, éloigne l'élément mobile 40 du clapet 9 2604236 de son siège 39. De cette façon, la chambre 22 de l'arma- ture est reliée à la cuvette de raccordement 45. S'il règne une pression dans la chambre 22 de l'armature, cet- te pression peut s'échapper à travers les perçages 42, 43 et 44, avec pour conséquence que la pression tombe dans la chambre 22 de l'armature et, par conséquent, éga- lement dans le raccord de frein de roue 48. L'ouverture ainsi décrite du clapet 12, à laquelle appartient le siège de clapet 39 s'effectue normalement lorsque, dans le cas o la valve 2 décrite est utilisée dans une ins- tallation de freinage de véhicule, il existe un risque de blocage d'une roue. La chute de pression décrite assu- re la suppression du risque de blocage de la roue. Après disparition du risque de blocage de la roue, on peut transmettre la pression dans la chambre 22 de l'armature en supprimant l'excitation de la bobine 4. Pour cela, il est nécessaire qu'il existe une pression dans la cuvette de raccordement 13. Cette pression est fournie, de la façon déjà indiquée, par un générateur de pression de freinage. On supposera tout d'abord que cet- te pression est nettement supérieure à la pression qui subsiste dans la chambre 22 de l'armature. Dans ce cas, la suppression de l'excitation de la bobiRe 4 a pour ac- tion que, sous l'effet du retour de l'armature à sa posi- tion de départ représentée, le poussoir d'ouverture 32 rigidement solidaire de l'armature 6, ouvre le clapet 10. En raison de la relation calculée entre le ressort de fermeture 27 et le ressort 35, et grâce au fait que l'élément mobile 25 du clapet est sollicité par la pres- sion précitée provenant de la cuvette de raccordement 13, la force du ressort 35 est insuffisante pour surmon- ter encore en supplément la force de fermeture de l'élé- ment mobile 25 du clapet qui est produite par l'excita- tion précitée de l'électro-aimant. Par suite, le fluide sous pression provenant de la cuvette de raccordement 13 ne pénètre dans la chambre 22 de l'armature qu'à travers 2604236 le clapet 15 et il s'écoule de là, vers le frein de roue. Ce n'est que lorsque la différence de pression en- tre cette cuvette de raccordement 13 et la chambre 22 de l'armature est tombée suffisamment bas, ce qui corres- pond en pratique, à la fin de la correction anti-bloca- ge, que le ressort 35 est en mesure de soulever l'élé- ment mobile 25 de clapet de son siège 19. Ceci a pour effet que, à ce moment, on dispose d'une section d'écou- lement supplémentaire pour le fluide sous pression entre la cuvette de raccordement 13 et la chambre 22 de l'arma- ture. Il est à remarquer que, en raison de la configura- tion de la valve 2, aux différences de pression qui sont habituelles pendant une correction anti-blocage, les mon- tées de la pression de freinage sont ralenties, tandis que, en présence de faibles différences de pression en- tre la cuvette de raccordement 13 et la chambre 22 de l'armature, il se produit au contraire un écoulement pra- tiquement non étranglé à travers la valve 2. Il est donc possible de faire monter les pressions de freinage rela- tivement sans obstacle dans les freins de roues au mo- ment de l'actionnement de l'émetteur de pression de frei- nage, par exemple, au moyen d'une pédale de frein. Ainsi qu'on l'a déjà indiqué, le 'clapet 11 sert à laisser passer des débits de fluide sous pression aus- si grands que possible à travers la valve 2 dans les freinages normaux et à laisser la pression de freinage désirée par le conducteur agir sans retard dans le frein de roue. A cet effet, le trou 31 prévu dans la rondelle annulaire 29 correspondante est choisi suffisamment grand pour que la section annulaire restante ne serve * plus sensiblement qu'à donner appui au ressort de ferme- ture 27. Au contraire, le diamètre du trou 30 ménagé dans la rondelle annulaire 28 est choisi suffisamment étroit pour que, même dans le cas d'une haute différence de pression entre la cuvette de raccordement 13 et la chambre 22 de l'armature, il ne se produise qu'une mon- 11 2604236 tée de la pression ralentie dans la mesure désirée dans le frein de roue correspondant. Les dimensions de l'élé- ment mobile de clapet 24, du siège 18 et de la section libre subsistant entre le perçage de liaison 20 et le poussoir d'ouverture 32 sont choisies de manière que, dans le cas d'un trou 30 de grande dimension, il se pro- duise un écoulement minimum désiré de fluide sous pres- sion. L'étranglement est donc de préférence déterminé par la conformation de la rondelle annulaire 18 utilisée comme étranglement. Il est possible d'adapter la valve aux débits de fluide sous pression nécessaires, par exem- ple, en remplaçant la rondelle annulaire 28 par une au- tre rondelle possédant un diamètre de trou différent. Ainsi qu'on peut le déduire de la description, le principe de base de l'invention consiste à agir sur les vitesses de montée de la pression dans un récepteur de pression qui peut être, par exemple, le frein de roue mentionné plusieurs fois dans ce qui précède. Il n'est donc pas nécessaire pour l'application du principe de ba- se précité d'incorporer une valve de chute de pression 12 dans la valve 2. En effet, conformément à l'état de la technique, une valve 12 destinée à détendre la pres- sion peut être agencée à l'extérieur de 1L'appareil sous la forme d'une valve séparée. On trouve différents exem- ples de cette construction dans la technique antérieure. La valve modulatrice 2 est représentée dans sa position de montage et d'utilisation sur les figures 2 et 3. Ceci signifie que les cuvettes de raccordement 13, et 47 et les clapets 10, 11 et 12 se trouvent au-des- sus de la chambre 22 de l'armature. Ceci a l'avantage de permettre de laisser l'air s!échapper au moment o l'on remplit la chambre 22 de l'armature de fluide sous pres- sion, sans avoir à prévoir de dispositions constructives compliquées. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui 12 2604236 vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. 13 2604236 R E V E N D I C AT I ONS S 1 - Valve modulatrice à au moins deux raccords, notamment pour une installation de freinage équipée d'un dispositif anti-blocage, qui comprend: au moins un élec- tro-aimant pouvant être excité avec des intensités diffé- rentes et muni d'une armature, d'au moins un ressort de rappel et d'un ressort d'isolement; et des clapets qui sont composées de sièges de clapets et d'éléments mobi- les qui peuvent se déplacer par rapport à ces sièges et qui sont commandés par l'armature et par son ressort de rappel, par l'intermédiaire d'éléments de transmission, caractérisée en ce que deux clapets (10, 11) reliés à l'un des raccords (13, 15) sont réalisées sous la forme de clapets anti-retour pouvant être fermés au moyen de ressorts de fermeture (26, 27) et orientés dans une dis- position parallèle, en ce que ces clapets ont le même sens d'ouverture par rapport à ce raccord (13, 15) et en ce que les éléments de transmission (32, 33, 35, 36) sont constitués de telle manière que les éléments mobi- les (24, 25) des deux clapets (10, 11) puissent être soulevés de leurs sièges l'un après l'autre. 2 - Valve modulatrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que le raccord (13, 15) correspondant aux deux clapets (10, 11) est associé à une source de pression de freinage et en ce que les clapets (10, 11) sont orientés de manière à pouvoir s'ouvrir vers la sour- ce de pression de freinage sous l'action de la pression du fluide sous pression. 3 - Valve modulatrice selon l'une des revendica- tions 1 et 2, caractérisée en ce que l'élément de trans- mission (32) de l'un (10) des clapets est constitué par un poussoir d'ouverture (32) fixé rigidement & l'arma- ture (6) de l'électro-aimant et en ce que l'élément de transmission (33) de l'autre clapet (11) est constitué par un poussoir d'ouverture (33) qui peut se déplacer en 14 2604236 translation par rapport à l'armature (6) et est chargé en direction de l'élément mobile (25) de ce clapet (11) par un ressort précontraint (35) porté par l'armature (6), la force du ressort précontraint (35) étant plus forte que celle du ressort de fermeture correspondant (27), qui agit sur l'élément mobile (25) du clapet. 4 - Valve modulatrice selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les chambres (16, 17) prévues entre les deux sièges (18, 19) des clapets et leur raccord commun (13, 15) et qui ren- ferment les éléments mobiles (24, 25) des clapets et les ressorts de fermeture (26, 27) sont partiellement fer- mées au moyen de rondelles annulaires (28, 29) sur les- quelles les ressorts de fermeture (26, 27) prennent ap- pui. - Valve modulatrice selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'un étran- glement (30, 31) est associé à au moins l'un des deux clapets (10, 11), ce qui apporte l'avantage de permettre d'adapter les débits aux besoins existants. 6 - Valve modulatrice selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'au moins l'une des rondelles (28, 29) constitue l'étranglement associé au clapet (10, 11) correspondant. 7 - Valve modulatrice selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les cla- pets (10, 11, 12) sont disposés au-dessus d'une chambre d'armature (22) dans laquelle l'armature (6) se déplace.