Brevet FR2619764A1 — publié le 19890303

L'invention concerne une soupape de réglage de la pression d'un pneu, destinée à un dispositif de réglage de la pression des pneumatiques d'un véhicule automobile, comprenant un corps de soupape qui présente un premier raccordement auquel peut être appliquée une pression d'air pour augmenter ou réduire la pression du pneu et un second raccordement communiquant avec l'intérieur du pneu, un siège de soupape disposé entre le premier et le second raccordement et entourant une ouverture de passage, ainsi qu'un clapet de soupape coopérant avec ce siège comme une soupape à siège ayant un effet d'étranglement, ce clapet étant fixé à un piston de commande chargé par ressort, dans le sens de la fermeture de la soupape, et possédant deux faces de commande dirigées vers des côtés opposés, dont l'une est sollicitée par la pression sur le premier raccordement et l'autre est sollicitée par la pression sur le second raccordement, le piston de commande laissant subsister, entre le siège de soupape et le second raccordement, une fente annulaire agissant comme un étranglement. De telles soupapes, montées dans les jantes des roues en plus des valves de gonflage usuelles, servent au changement rapide de la pression des pneus pendant la marche. Une soupape de réglage du type indiqué ci-dessus est normalement fermée; pour produire un changement de la pression du pneu, elle est ouverte par application d'une pression d'air au premier raccordement à partir d'une conduite d'air comprimé reliée à ce raccordement. La pression de pneu désirée est préajustée au moyen d'une soupape imitatrice de pression contenue dans cette conduite. Pour la réduction de la pression, la pression de la soupape limitatrice maintient la soupape de réglage ouverte. Si la pression préfixée par la soupape imitatrice est atteinte, le premier raccordement est détendu brusquement au moyen d'une soupape de commande incorporée dans la conduite d'air comprimé entre la soupape limitatrice de pression et la soupape de réglage de le pression du pneu. La forte chute de pression ainsi produite sur l'étranglement entraîne la fermeture de la soupape de réglage. Pour que, lors d'une réduction de la pression du pneu, la soupape de réglage soit maintenue avec certi- tude à sa position ouverte, la vitesse d'écoulement au point d'étranglement ne doit pas être si éLevée que, sous L'effet de La chute de pression ainsi produite, la soupape de réglage se ferme prématurément, ce qui correspondrait à une fin prématurée du processus d'échappement d'air. Les sections de la conduite de liaison menant au pneu et du point d'échappement, de même que la charge exercée par le ou les ressorts sur le piston de commande, doivent être accordées mutuellement avec soin. Dans le cas d'une soupape de réglage connue du type indiqué au début (DEOS 31 48 729), le piston de commande présente une douille coulissante en forme de godet, dont la face d'extrémité extérieure fermée, est recouverte par une membrane serrée par son bord dans le corps de soupape. La membrane constitue la séparation entre une chambre à air extérieur laquelle communique à travers un filtre avec l'atmosphère et reçoit la douille - et une chambre de soupape communiquant avec l'intérieur du pneu. Sur la face d'extrémité extérieure de la douille, est fixé le fond d'un pot qui coiffe la membrane à distance et sur une certaine longueur axiale. Sur le fond éloigné de la douille, le pot porte le clapet coopérant avec le siège de la soupape. Un ressort de fermeture de soupape, prenant appui sur le corps de la soupape et attaquant à l'intérieur du pot, presse le clapet contre le siège. Le fond intérieur et le fond extérieur du pot constituent les deux faces de commande du piston de commande, celle formée par le fond intérieur étant solli- citée par la pression régnant dans la chambre de soupape, c'est-à- dire par la pression du pneu, tandis que la face formée par le fond extérieur est sollicitée, après l'ouverture de la soupape à siège constituée par le siège et le clapet, par la pression d'air étranglée appliquée au premier raccordement. Lors de son déplacement axial, le piston de commande est guidé dans le corps de la soupape par son pot portant le clapet et ce uniquement dans la région du bord du pot. Comme la soupape de réglage est montée dans la jante d'une roue et plus précisément dans la zone de la partie conique recevant le pneu, elle est exposée à des forces centrifuges très importantes, ce qui conduit à une augmentation considérable du frottement lié au montage mobile du piston de commande et influe de façon défavorable sur le compor- tement de commutation de la soupape de réglage. Des fonctionnements défectueux, avec un réglage irrégulier et imprécis de la pression du pneu, et des défauts d'étanchéité en sont la conséquence. L'invention vise notamment à éviter ces inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, selon l'invention, une soupape de réglage comme défini au début est essentiellement caractérisée en ce que le piston de commande est maintenu par deux ressorts- membranes disposés axialement à distance l'un de l'autre, de préfé- rence des deux côtés de l'ouverture de passage, et serrés chacun par leur bord extérieur dans le corps de la soupape. L'un des avantages d'une soupape ainsi réalisée, compa- rativement à l'état de la technique, est que le frottement lié au montage mobile du piston de commande est extrêmement faible, au point d'être pratiquement négligeable. Ainsi, la soupape de réglage est insensible aux importantes forces centrifuges. Son comportement de commutation ne change pas non plus sous des vitesses de rotation élevées de la roue. De plus, grâce à sa construction, la soupape de réglage assure une fonction de sécurité supplémentaire en ce sens que la soupape à siège se ferme automatiquement à une pression statique déterminée sous l'effet du ressort de fermeture et sous la pression agissant sur la face de commande sollicitée par la pression régnant à l'intérieur du pneu. De cette façon, il subsiste toujours une pression résiduelle déterminée dans le pneu, même en présence d'une perte de pression rampante. On obtient une contribution supplémentaire à la réduction du frottement lors du déplacement du piston de commande lorsque, conformément à un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'espace intérieur recevant le piston de commande de la soupape de réglage est étanché hermétiquement vis-à-vis de l'atmosphère. Différentes mesures relatives à la construction et qui sont décrites plus en détail par la suite, contribuent à l'obtention d'une soupape de réglage de constitution simple, sans que ses fonctions, à savoir application d'une pression, détente et fermeture de l'espace intérieur du pneu, soient affectées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que de la figure unique du dessin annexé, qui est une coupe axiale d'une soupape de réglage de la pression d'un pneu selon l'invention. La soupape de réglage représentée possède un corps 10 composé d'une partie 11 en forme de cylindre creux et de deux couvercles 12 et 13 emboîtés dans les extrémités de la partie cylindrique. Chacun des couvercles 12, 13 pénètre dans la partie cylindrique 11 du corps de la soupape par une tubulure 121 ou 131 et s'applique par un rebord 122 ou 132 contre la face d'extrémité annulaire de la partie cylindrique 11. Un joint annulaire d'étan- chéité 14, placé entre le rebord 22 et la tubulure 121 d'une part et l'extrémité avant de la partie 11 du corps d'autre part, assure la fermeture étanche à l'air de l'espace intérieur 15 de la soupape au niveau du couvercle 12. La partie cylindrique 11 du corps 10 de la soupape présente un premier raccordement 16 et un second raccordement 17 disposé axialement à distance du premier. Le premier raccordement 16 communique avec un dispositif de réglage de la pression des pneumatiques d'un véhicule automobile, par exemple comme décrit dans le document DE-OS 32 46 769. Le second raccordement 17 commu- nique avec l'intérieur du pneu. Entre les deux raccordements 16, 17, la paroi interne de la partie 11 du corps de la soupape porte un collet annulaire 18, faisant radialement saillie vers l'inté- rieur dont le bord intérieur forme, sur le côté dirigé vers le second raccordement 17, un siège 19 s'étendant en anneau autour d'une ouverture de passage 20 délimitée par le collet 18. Le siège 19 coopère avec un clapet 21 et constitue avec lui une soupape à siège et à effet d'étranglement 22. Le clapet 21, en forme de disque, est fixé sur un piston de commande 23 et plus précisément sur une face d'extrémité d'un corps de piston 24, comportant à cet endroit une partie annulaire 25 faisant saillie radialement et s'étendant jusqu'à proximité de la paroi interne de la partie 11 du corps de la soupape, en y délimitant une fente annulaire d'étran- glement 26. Le clapet 21 est encastré dans un évidement 27 en forme de cylindre circulaire de la partie annulaire 25, o il est maintenu en place, dans le sens axial, par une rallonge de piston 28 constituée par une pièce cylindrique creuse appliquée de façon centrale contre le clapet. Les deux faces opposées en anneau de cercle de la partie annulaire 22 constituent des faces de commande 29, 30 qui sont exposées à l'air comprimé à partir du premier ou du second raccordement 16, 17. Une membrane flexible 31, essentiellement en forme de disque, est appliquée contre la face d'extrémité du corps de piston 24 éloignée du clapet 21. La membrane est serrée contre cette extrémité du corps de piston 24, dans le sens axial, à l'aide d'une première pièce de serrage 32. Le bord extérieur de la membrane 31 est fixé à la paroi interne de la partie 11 du corps de la soupape de réglage. La membrane 31 assure l'étanchéité de l'espace intérieur 15 de la soupape, vis-à-vis de l'atmosphère, du côté du couvercle 13. Les différentes parties du piston de commande 23 qui se suivent axialement, à savoir la rallonge de piston 28, le corps de piston 24, la pièce de serrage 32 et une pièce de serrage supplémentaire 33 faisant suite à celle désignée par 32, sont comprimées axialement par une vis 34 qui traverse un perçage axial central 46 du piston 23 et porte à une extrémité une tête plate 35 et à son autre extrémité une partie 36 avec un filetage extérieur, sur laquelle est vissé un écrou de serrage 37. Comme décrit ci- après, la vis traverse également deux ressorts-membranes. Le piston de commande 23 est maintenu en place par deux ressortsmembranes 38, 39 disposés axialement à distance l'un de l'autre et qui sont chacun serrés par leur bord extérieur dans le corps 10 de la soupape. Les deux ressorts 38, 39 sont fixés chacun à une extrémité du piston 23. Dans ce but, le bord intérieur du ressort-membrane 38 est serré entre la tête plate 35 de la vis 34 et la face d'extrémité annulaire - éloignée du clapet 21 - de la rallonge 28, tandis que le bord intérieur de l'autre ressort- membrane 39 est serré entre les deux pièces de serrage 32, 33. Le bord extérieur du ressort-membrane 38 est serré entre un épaulement radial 40 en anneau de cercle dans la partie 11 du corps de la soupape et l'extrémité en anneau de cercle de la tubulure 121 du couvercle 12. Le bord extérieur du ressort-membrane 39 est serré contre un épaulement radial semblable 41 de la partie 11 du corps, mais avec interposition de plusieurs éléments: contre l'épaulement 41 vient s'appliquer en premier une cuvette de ressort 42, laquelle est suivie par le bord extérieur de La membrane 31, appliqué contre la cuvette par une bague d'espacement 43, contre l'autre côté de laquelle est appliqué le bord extérieur du ressort-membrane 39. Tout l'empilage formé par la cuvette de ressort 42, la membrane 31, la bague d'espacement 43 et le ressort-membrane 39 est pressé contre l'épaulement 41 par l'extrémité en anneau de cercle de la tubulure 131 du couvercle 13. La cuvette 42 est disposée coaxialement au piston de commande 23 et comporte une tubulure de guidage 44 pour un ressort de fermeture de soupape 45, réalisé comme un ressort hélicoldal de compression, qui s'appuie sur le piston 23 et agit sur lui dans le sens de la fermeture de la soupape à siège 22. Le fonctionnement de la soupape de réglage de la pression du pneu est comme suit. Quand le pneu est gonflé, la soupape à siège 22 est fermée sous l'effet de la pression agissant sur la seconde face de commande 30 du piston 23. Si la pression du pneu doit être augmentée, une pression d'air comprimé est appliquée au premier raccordement 16 de la soupape. La pression désirée du pneu est ajustée au moyen d'une soupape régulatrice de pression. Le clapet 21 se lève du siège 19 contre la force du ressort de fermeture 45. La soupape à siège 22 est donc ouverte. De l'air comprimé s'écoule à présent depuis le premier raccordement 16 à travers la soupape 22 ouverte et le second raccordement 17 de La soupape à l'intérieur du pneu. La pression du pneu est ainsi portée à la valeur préfixée. Quand elle est atteinte, la conduite d'air comprimé branchée sur le premier raccordement 17 est brusquement détendue. Sous l'effet de la forte chute de pression ainsi produite sur la fente annulaire d'étranglement 26 entre la surface périphérique de la partie annu- laire 25 et la paroi interne de la partie 11 du corps 10 de la soupape, le piston de commande 23 est brusquement déplacé vers la gauche, sur le dessin annexé, de sorte que le clapet 21 s'applique contre le siège 19 et ferme ainsi la soupape à siège 22. Cette dernière est maintenue en position fermée par la pression régnant à l'intérieur du pneu et par le ressort de fermeture de soupape 45. Pour abaisser la pression du pneu, le premier raccor- dement est également mis sous pression par la conduite d'air comprimé. Dès que la pression sur ce premier raccordement 16 monte de 0 à 0,1 MPa (1 bar), le clapet 21 commence à se lever du siège 19, en ouvrant ainsi la soupape à siège 22. La pression sur le premier raccordement 16 est ajustée au moyen de la soupape limita- trice de pression à la pression finale désirée - plus basse - dans le pneu. De l'air venant de l'intérieur du pneu s'écoule à présent à travers le second raccordement 17 et la soupape à siège 22 ouverte vers le premier raccordement 16, d'o il s'échappe par la conduite d'air comprimé et l'orifice de décharge de la soupape limitatrice de pression. La soupape à siège 22 reste ouverte par suite de l'étranglement formé par la fente annulaire 26 et sous l'effet d'étranglement créé entre le clapet 21 et le siège 19. Quand la pression réduite préfixée du pneu est atteinte, le premier raccordement 16 est de nouveau détendu brusquement et la soupape à siège 22 se ferme de la façon décrite dans ce qui précède sous L'action du ressort de fermeture 45 et de la brusque chute de pression. REVENDICATIONS 1. Soupape de réglage de la pression d'un pneu, destinée à un dispositif de réglage de la pression des pneumatiques d'un véhicule automobile, comprenant un corps de soupape qui présente un premier raccordement auquel peut être appliquée une pression d'air pour augmenter ou réduire la pression du pneu et un second raccordement communiquant avec l'intérieur du pneu, un siège de soupape disposé entre le premier et le second raccordement et entourant une ouverture de passage, ainsi qu'un clapet de soupape coopérant avec ce siège comme une soupape à siège ayant un effet d'étranglement, ce clapet étant fixé à un piston de commande chargé par ressort, dans le sens de la fermeture de la soupape, et possédant deux faces de commande dirigées vers des côtés opposés, dont l'une est sollicitée par la pression sur le premier raccordement et l'autre est sollicitée par la pression sur le second raccordement, le piston de commande laissant subsister, entre le siège de soupape et le second raccordement, une fente annulaire agissant comme un étranglement, caractérisée en ce que le piston de commande (23) est maintenu par deux ressorts-membranes (38, 39) disposés axialement à distance l'un de l'autre, de préfé- rence des deux côtés de l'ouverture de passage (20), et serrés chacun par leur bord extérieur dans le corps (10) de la soupape. 2. Soupape selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'espace intérieur (15) de la soupape, recevant le piston de commande (23), est étanché hermétiquement vis-à-vis de l'atmo- sphère. 3. Soupape selon la revendication 2, caractérisée en ce que le corps (10) de la soupape est composé d'une partie (11), corres- pondant sensiblement à un cylindre creux, et de deux couvercles (12, 13) disposés aux extrémités de cette partie cylindrique creuse, et que l'étanchéité de cet espace est assurée, d'une part, par une bague d'étanchéité (14) disposée entre la partie cylin- drique (11) du corps et le gouvercle (12) situé du côté du premier raccordement (16) de la soupape et, d'autre part, par une membrane flexible (31) reliée fixe au piston de commande (23) et serrée 26 19764 entre un épaulement radial (41) du corps de la soupape et une face d'extrémité annulaire du couvercle (13) situé du côté du second raccordement (17) de la soupape et s'emboîtant dans la partie cylindrique (11) du corps. 4. Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le piston de commande (23) comprend un corps de piston (24), contre l'une des faces d'extrémité duquel est appliqué le clapet (21), en forme de disque, et contre l'autre face d'extrémité duquel est appliquée la membrane (31), une rallonge de piston (28) sous forme d'une pièce cylindrique creuse, qui est appliquée par une extrémité contre le clapet (21) et dont l'autre extrémité est recouverte par le bord intérieur d'un des ressorts- membranes (38), ainsi que deux pièces de serrage (32, 33) placées l'une derrière l'autre, avec interposition du bord intérieur de l'autre ressortmembrane (39), dont la pièce de serrage intérieure (32) est appliquée contre la membrane (31), et que le piston de commande (23) présente un perçage axial central (46), s'étendant longitudinalement à travers la rallonge de piston (28), le corps de piston (24) et les pièces de serrage (32, 33), perçage à travers duquel est enfilée une vis (34) portant à une extrémité une tête plate (35) et à l'autre extrémité un filetage extérieur (36), sur lequel est vissé un écrou de serrage (37) pour la compression des ressorts-membranes (38, 39), du clapet (21) et de la membrane (31) sur le piston de commande (23). 5. Soupape selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les bords extérieurs des deux ressorts- membranes (38, 39) sont serrés chacun entre un épaulement radial (40, 41) dans la partie cylindrique (11) du corps de la soupape et une face d'extrémité d'un des couvercles (12, 13), pénétrant dans la partie cylindrique (11) du corps. 6. Soupape selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que le bord extérieur de la membrane (31) et l'un des ressorts-membranes (39) sont serrés conjointement avec interposition d'une bague d'espacement (43), le ressort-membrane (39) étant appliqué contre la face d'extrémité du couvercle (13), pénétrant dans la partie cyLindrique (11) du corps, et La membrane (31) étant appliquée contre L'épaulement radial (41) du corps de La soupape avec interposition d'une cuvette de ressort (42) pour un ressort de fermeture de soupape (45) appuyé sur Le corps (24) du piston de commande (23).