Brevet FR2623594A1 — publié le 19890526

L'invention concerne un agencement de valves, constitué d'un bottier dans lequel sont disposées une valve pilote à commande élec- tromagnétique commandant une pression différentielle et une valve principale qui peut être actionnée par la pression différentielle et dont l'élément de fermeture permet une liaison sélective entre une connexion de sortie et au moins une connexion d'entrée. Un agencement de valves de ce type est illustré, par exem- ple, dans une publication de la société MAC Valves Europe Inc. Cet agencement comporte une valve pilote à commande électromagnétique à l'aide de laquelle l'alimentation en liquide de pression sous pres- sion, le cas échéant en air comprimé, d'un piston d'une valve princi- pale est commandée, ce piston étant guidé de manière étanche à l'in- térieur d'un alésage et comportant deux bords d'étanchéité qui, en coopérant avec deux sièges d'étanchéité, établissent ou interrompent une liaison entre une première ou, respectivement, une seconde et une troisième connexion. Dans l'agencement de valves connu, la nécessité de prévoir une source d'air comprimé constitue un inconvénient qui ne permet pas de monter cet agencement de valves dans des véhicules automobiles dans lesquels il n'existe pas de source d'air comprimé, mais seule- ment une source de dépression. Les temps de commutation relativement longs de l'agencement de valves connu, qui sont dus à la friction provoquée lors du dépla- cement du lourd piston, peuvent également être considérés comme un inconvénient. La présente invention a donc pour but de perfectionner un agencement de valves du type indiqué dans l'entrée en matière, de fa- con à ce qu'il puisse être employé dans des véhicules automobiles sans recourir à des sources de fluide supplémentaires. L'agencement de valves devra également être de conception simple et facilement réalisable en série et être constitué de composants réalisables à un faible coût. Conformément à l'invention, ce but est atteint en ce que la valve principale peut être commutée au moyen d'une paroi mobile qui est équilibrée en pression en position de repos et qui peut être sou- -2- mise à la pression différentielle. Cette caractéristique permet d'obtenir un fonctionnement très silencieux de l'agencement de valves conforme à l'invention. De préférence, le bottier de l'agencement de valves est di- visé en un bottier de valve, un bottier à dépression et un bottier de commande. Un mode de réalisation avantageux de l'objet de l'invention prévoit que la paroi mobile est formée par un diaphragme inséré entre le bottier à dépression et le bottier de commande et par un disque de diaphragme qui est précontraint par un ressort de rappel et coopère avec un poussoir qui actionne la valve principale, qui est guidé à l'intérieur du bottier à dépression et qui est muni d'un disque de valve sur lequel un premier siège d'étanchéité de la valve principale est réalisé. La fiabilité fonctionnelle de l'agencement de valves conforme à la présente invention est ainsi considérablement augmentée car le risque de serrage du poussoir est en grande partie supprimé. Dans un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, il est prévu que l'électro-aimant, la valve pilote, la paroi mobile et la valve principale possèdent un axe de symétrie commun. Cette ca- ractéristique permet d'obtenir une conception particulièrement com- pacte de l'objet de l'invention. Conformément à un mode de réalisation particulièrement avan- tageux de la présente invention, l'élément de fermeture de la valve principale est formé par un élément de valve élastique symétrique axialement qui est précontraint en direction des sièges de valve au moyen d'un ressort de valve et est retenu dans le bottier de valve entre un support et un anneau de retenue rendu étanche par rapport au bottier de valve au moyen d'un joint torique. Cette caractéristique permet de réduire sensiblement les temps de commutation de l'agence- ment de valves conforme à l'invention. Conformément à une autre caractéristique avantageuse de l'invention, il est prévu que la valve pilote est formée par un pre- mier siège de valve, par un second siège de valve et par un élément de fermeture de valve, et peut être actionnée au moyen d'un électro- aimant qui est disposé dans un couvercle de guidage, cet élément de 3 - fermeture de valve étant formé par une plaque de valve qui est pré- contrainte en direction des deux sièges de valves et est serrée au niveau de son bord extérieur entre le bottier et le couvercle de gui- dage. Dans un perfectionnement particulièrement avantageux de l'invention, la valve principale interrompt ou libère une liaison en- tre la connexion de sortie et une entrée de dépression ou, respecti- vement, une entrée atmosphérique, une position intermédiaire de l'élément de valve lors de l'actionnement étant prévue, dans laquelle les deux sièges d'étanchéité sont fermés simultanément. Cette caractéristique évite la liaison momentanée de toutes les connexions, qui se produit dans une position intermédiaire du piston dans l'agencement de valves connu et qui a un effet néfaste, en particulier lorsque l'agencement de valves est utilisé comme valve de commutation d'un système de freinage antiblocage à assistance à dépression, car, lors d'une commutation, il se produit une forte fui- te de dépression, qui se traduit par une augmentation considérable du volume de dépression nécessaire. 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 à la figure annexée qui représente une vue en coupe longitudinale de l'agencement de val- ves conforme à l'invention. L'agencement de valves représenté sur la figure comprend pour l'essentiel une valve pilote 9 et une valve principale 7 qui sont implantées dans un bottier 1 divisé en un bottier de commande 4, un bottier à dépression 3 et un bottier de valve 2, qui sont, de pré- férence, reliés les uns aux autres au moyen d'un boulon de liaison. Le bottier de valve 2 comporte une connexion d'entrée, c'est-à-dire uneentrée de dépression 31, et une connexion de sortie , qui communiquent en position de repos. Au niveau de la jonction entre les deux connexions, un second siège d'étanchéité annulaire 30 de la valve principale 7 est prévu à l'intérieur du bottier de valve 2, ce siège d'étanchéité 30 étant disposé coaxialement à un premier siège d'étanchéité 25 prévu sur un disque de valve 6 qui peut être -4- actionné par un poussoir 24. Lorsque l'agencement de valves est en position de repos, le premier siège d'étanchéité 25 coopère avec un élément de fermeture qui est formé, de préférence, par un élément de valve élastique symétrique axialement 5 et est précontraint en direc- tion des deux sièges d'étanchéité 25, 30 au moyen d'un ressort de valve 12. De préférence, l'élément de valve 5 est implanté à l'inté- rieur du boîtier de valve 2 de manière à être retenu, à son extrémité opposée au disque de valve 6, entre un support 11 et un anneau de re- tenue 14 qui est rendu étanche par rapport au bottier de valve 2 au moyen d'un anneau d'étanchéité 46. Une seconde connexion d'entrée ou entrée atmosphérique 32 est formée par une chambre annulaire ouverte vers l'extérieur et disposée entre le boîtier de valve 2 et le bol- tier à dépression adjacent 3 dans lequel le poussoir 24 est guidé de façon coulissante et étanche au moyen d'oue cml 15 mirse dans une gorge. Le bottier à dépression 3 comporte un évidement axial 47 qui, avec un évidement coaxial 48 pratiqué dans le bottier de comman- de 4, délimite une cavité 8 recevant une paroi mobile 10 qui divise la cavité '8 en une chambre à dépression 16 et une chambre de travail 21. Dans cet agencement, la paroi mobile 10 est constituée d'un dia- phragme 18 qui est inséré entre le bottier de commande 4 et le bot- tier à dépression 3 et d'un disque de diaphragme 19 qui est précon- traint par un ressort de rappel 13 et coopère avec avec le poussoir 24 qui actionne la valve principale 7. Par l'intermédiaire d'un pre- mier canal de dépression 39, la chambre à dépression 16 communique avec une source de dépression qui n'est pas représentée sur la figu- re. En position de repos, la chambre de travail 21 délimitée par la paroi mobile 10, communique, par l'intermédiaire d'un canal d'écoule- ment 34, avec un second canal de dépression 33 ménagé dans le bottier de commande 4, le second canal de dépression 33 étant également relié à la source de dépression indiquée précédemment. A l'extrémité du ca- nal d'écoulement 34, un second siège 37 de la valve pilote 9 est pré- vu à l'intérieur du bottier 4, le second siège de valve 37 étant fer- mé par une plaque de valve élastique 22 lorsque la valve pilote 9 est actionnée au moyen d'un électro-aimant 27. En position de repos, la -5- plaque de valve 22 coopère avec un premier siège 36 de la valve pilo- te 9, qui est réalisé sur un second disque de valve 23, interrompant ainsi une liaison entre un canal d'aération 35 et le canal d'écoule- ment 34 et, respectivement, la chambre de travail 21. Le second dis- que de valve 23 coopère avec l'induit (non représenté) de l'électroaimant 27 qui est disposé dans un couvercle de guidage 26 bridé sur le boîtier de commande 4. Le couvercle de guidage 26, dans lequel le canal d'aération 35 est prévu, comporte, en outre, une ouverture dé- bouchante 49 à travers laquelle passent des lignes d'alimentation en courant 41 de l'électro-aimant 27. Enfin, à son extrémité opposée à la valve pilote 9, l'induit comporte un prolongement radial 38 sup- portant un support de ressort 29. Entre le support de ressort 39 et le couvercle de guidage 26 est inséré un ressort de compression 28 qui sollicite le premier siège 36 de la valve pilote 9 contre la pla- que de valve 22 lorsque l'agencement de valves est en position de re- pos, garantissant une fermeture sûre du siège de valve 36. L'électro- aimant 27, la valve pilote 9, la paroi mobile 10 et la valve princi- pale 7 sont disposés de façon à avoir un axe de symétrie commun 40. Le mode de fonctionnement de l'agencement de valves à com- mande électromagnétique conforme à l'invention est le suivant: Lorsque l'électro-aimant 27 est à l'état désexcité, la valve pilote 9, la paroi mobile 10 et la valve principale 7 se trouvent dans la position de repos représentée sur la figure, de sorte qu'il existe une liaison entre l'entrée de dépression 31 et la connexion de sortie 20, et la chambre de travail 21 est reliée au second canal de dépression 33 par l'intermédiaire du second siège de valve ouvert 37, de sorte que la totalité de la cavité 8 est soumise à une dépression et que la paroi mobile 10 est soumise à un équilibre de pression. Si la bobine de l'électro-aimant 27 est excitée, une force agit sur l'induit et doit excéder la force de rappel exercée par le ressort de compression 28 qui retient le premier siège 26 de la valve pilote 9 contre la plaque de valve 22. Sous l'effet de la force magnétique, l'induit se déplace vers le bas, lorsqu'on regarde la figure, soula- geant ainsi la plaque de valve précontrainte 22 qui se déplace alors vers le second siège de valve 37 et le ferme, interrompant ainsi la - 6 - liaison de la chambre de travail 21 avec le second canal de dépres- sion 33. La procédure de fermeture décrite ci-dessus est immédiate- ment suivie par un décollement du second disque de valve 23 et, res- pectivement, du premier siège de valve 36, de la plaque de valve 22. La chambre de travail évacuée 21 est ainsi aérée, de sorte qu'en rai- son de la pression différentielle régnant dans la cavité 8, il se produit une force d'actionnement dirigée vers le bas, lorsqu'on re- garde la figure, qui est directement proportionnelle à la surface ac- tive de la paroi mobile 10 et qui surmonte la force élastique du res- sort de rappel 13. Sous l'effet de la force d'actionnement, le poussoir 24 coulisse vers le bas, et ce déplacement est immédiatement suivi par l'élément de valve précontraint 5 de la valve principale 7, de sorte que le premier siège de valve 25 reste fermé au cours de la phase initiale de la procédure de commutation. Dans une position intermédiaire ultérieure, le second siège d'étanchéité 30 est lui aussi fermé, après quoi le premier siège d'étanchéité 25 est décollé de l'élément de valve 5 au cours d'un au- tre déplacement. Ceci termine l'opération de commutation de l'agence- ment de valves conforme à l'invention, et une liaison est établie en- tre l'entrée atmosphérique 32 et la connexion de sortie 20. Lorsque la tension qui alimente la bobine magnétique est coupée, la procédure décrite se déroule dans le sens inverse. On notera dans la description ci-dessus que les trajets de commutation des deux valves, qui sont indépendants l'un de l'autre, permettent d'utiliser un électro-aimant de petite taille car seule une course librement choisie réduite et une force librement choisie réduite, par l'intermédiaire du diamètre du second disque 23 de la valve pilote, sont nécessaires. En outre, une force de commutation d'un niveau quelconque de la valve principale 7 est disponible car la dimension de la paroi mobile 10 peut, elle aussi, être librement choisie. REVENDICATIONS 1. Agencement de valves constitué d'un bottier dans lequel sont disposées une valve pilote à commande électromagnétique comman- dant une pression différentielle et une valve principale qui peut être actionnée par la pression différentielle et dont l'élément de fermeture permet une liaison sélective entre une connexion de sortie et au moins une connexion d'entrée, caractérisé en ce que ladite val- ve principale (7) peut être commutée au moyen d'une paroi mobile (10) qui est équilibrée en pression en position de repos et qui peut être soumise à la pression différentielle. 2. Agencement de valves conforme à la revendication 1, ca- ractérisé en ce que ladite pression différentielle correspond à une différence entre une dépression et la pression atmosphérique. 3. Agencement de valves conforme à la revendication 1, ca- ractérisé en ce que ledit bottier (1) de l'agencement de valves est divisé en un bottier de valve (2), un bottier à dépression (3) et un bottier de.commande (4). 4. Agencement de valves conforme à la revendication 3, ca- ractérisé en ce que ladite paroi mobile (10) est disposée dans une cavité (8) qui est ménagée entre ledit bottier à dépression (3) et ledit bottier de commande (4) et qu'elle divise en une chambre à dé- pression (16) et une chambre de travail (21) qui peut être aérée et mise à l'air. 5. Agencement de valves conforme à la revendication 4, ca- ractérisé en ce que l'aération et la mise à l'air de ladite chambre de travail (21) s'effectuent au moyen de ladite valve pilote (9). 6. Agencement de valves conforme à la revendication 4, ca- ractérisé en ce que ladite paroi mobile (10) est constituée par un diaphragme (18) qui est inséré dans ledit boîtier (1) entre ledit bottier à dépression (3) et ledit bottier de commande (4), et par un disque de diaphragme (19) qui est précontraint par un ressort de rap- pel (13) et qui coopère avec un poussoir (24) actionnant ladite valve principale (7). - 8 - 7. Agencement de valves conforme à la revendication 6, ca- ractérisé en ce que ledit poussoir (24) est guidé à l'intérieur dudit bottier à dépression (3) et comporte un premier disque de valve (6) sur lequel est réalisé un premier siège d'étanchéité (25) de ladite valve principale (7). 8. Agencement de valves conforme à l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que ledit premier siège d'étanchéité (25) est disposé coaxialement à un second siège d'étan- chéité (30) réalisé dans ledit bottier de valve (2), et en ce qu'il coopère avec ledit élément de fermeture (5) de ladite valve principa- le (7) en position de repos. 9. Agencement de valves conforme à la revendication 8, ca- ractérisé en ce que ledit élément de fermeture est constitué par un élément de valve élastique symétrique axialement (5) qui est précon- traint en direction desdits sièges d'étanchéité (25, 30) au moyen d'un ressort de valve (12). 10. Agencement de valves conforme à la revendication 8, ca- ractérisé en ce que ledit élément de valve (5) est retenu dans ledit bottier de valve (2) entre un support (11) et un anneau de retenue (14) rendu étanche par rapport audit bottier de valve (2) au moyen d'un joint torique (17). 11. Agencement de valves conforme à l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que ladite valve princi- pale (7) interrompt ou libère une liaison entre ladite connexion de sortie (20) et une entrée de dépression (31) ou, respectivement, une entrée atmosphérique (34), une position intermédiaire dudit élément de valve (5) lors de l'actionnement étant prévue, dans laquelle les- dits deux sièges d'étanchéité (25, 30) sont fermés simultanément. 12. Agencement de valves caractérisé en ce que ladite valve pilote (9) est formée par un premier siège de valve(36), par un se- cond siège de valve (37) et par un élément de fermeture de valve (22), et peut être actionnée au moyen d'un électro-aimant (27) qui est disposé dans un couvercle de guidage (26). 13. Agencement de valves conforme à la revendication 11, ca- ractérisé en ce que ledit premier siège de valve (36) est disposé sur -9- un second disque de valve (23) coopérant avec l'induit dudit électro- aimant (27) et disposé coaxialement audit second siège de valve (37) délimitant un canal d'écoulement (34) qui mène à ladite chambre de travail (21). 14. Agencement de valves conforme à la revendication 13, ca- ractérisé en ce que ledit élément de fermeture de valve est formé par une plaque de valve élastique (22) qui est précontrainte en direction desdits deux sièges de valves (36, 37) et est serrée, au niveau de son bord extérieur, entre ledit bottier de commande (4) et ledit cou- vercle de guidage (26). 15. Agencement de valves conforme aux revendications 12 à 14, caractérisé en ce que ledit induit dudit électro-aimant (27) com- porte un prolongement (38) qui supporte un support de ressort axial (29), un ressort de compression (28) étant prévu et disposé entre le- dit support de ressort (29) et ledit couvercle de guidage (26) et sollicitant ledit induit. 16. Agencement de valves conforme à l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que ledit électro-aimant (27), ladite valve pilote (9), ladite paroi mobile (10) et ladite valve principale (7) possèdent un axe de symétrie commun (40). 17. Agencement de valves conforme à la revendication 12, ca- ractérisé en ce que ledit couvercle de guidage (26) comporte une ou- verture débouchante (49) à travers laquelle passent des lignes d'ali- mentation en courant (41).