Brevet FR2646211A1 — publié le 19901026

La présente invention concerne un dispositif générateur de pression auxiliaire, notamment pour véhicule automobile, comprenant des valves de commande disposées dans un boîtier de commande d'un ensemble de commande, ces valves de commande agissant, en fonction de leur position, sur des conduits de commande traversant plusieurs chambres de pression de commande, de sorte que, en fonction de la position des valves de commande, une communication peut être établie entre une source d'énergie et un piston d'asservissement soumis à une sollicitation élastique qui, par l'intermé- diaire d'un cylindre de travail adjacent et étanche par rapport à ce piston O10 d'asservissement, délivre, à un niveau d'énergie de pression élevée et à l'aide d'un piston de pompage, un agent à faible niveau de pression. Un tel dispositif est déjà connu par la Demande de Brevet Alle- mand publiée DE-A 3 234 182. Dans ce dispositif, il est prévu qu'un dépla- cement en va-et-vient d'un piston différentiel à actionnement hydraulique entraîne un piston de pompage qui envoie un agent de pression d'un réser- voir à un dispositif consommateur. A cet effet, une valve de commutation nécessaire pour la commutation cyclique est actionnée hydrauliquement ou pneumatiquement par l'intermédiaire du piston différentiel, de sorte que la pression atmosphérique ou la dépression d'une source de dépression agit sur le piston différentiel de façon à favoriser le déplacement oscillant de pompage du piston différentiel. L'agencement décrit du piston différentiel en tant qu'ensemble de commande pour l'actionnement hydraulique ou pneumatique de la valve de commutation a l'inconvénient d'une structure extrêmement complexe du fait de la nécessité d'une valve de commutation disposée d'une manière indirecte ou même éventuellement d'une manière séparée, et d'un piston différentiel en forme de manchon et pourvu d'évidements, ainsi qu'en raison du système de conduites obligatoirement nécessaire pour l'activation de la valve de commutation. Il existe par ailleurs le danger de défauts de fonctionne- ments, par exemple déjà dans le cas de fuites faibles qui apparaissent en cours de foncti6nnement sous l'effet des problèmes connus de fabrication et d'étanchéité dans le cas o on réalise le piston différentiel ou le piston d'actionnement, sous la forme d'un tiroir de commande. Le facteur coût en particulier implique des inconvénients considérables dans le système connu. Il existe en outre le risque que, en cas de courants de commande qui ne sont pas constants, le piston différentiel demeure maintenu dans une position située entre les deux positions de point mort, de sorte qu'il ne se produit pas de commutation de la valve de commande. C'est pourquoi la présente invention a pour but d'améliorer un 26462 11 dispositif d'entraînement d'un générateur de pression auxiliaire du type indiqué au début, d'une façon telle que, tout en utilisant les moyens structurels les plus simples, on soit assuré d'une fiabilité accrue de fonctionnement, indépendemment des phénomènes désavantageux de matière et de structure résultant de la fabrication et de l'utilisation, tout 'en permettant en même temps une fabrication dont le prix de revient est rendu minimal. A cet effet, l'invention a pour objet un générateur de pression auxiliaire du type précité, caractérisé en ce que le piston d'asservis- sement comporte des moyens élastiques qui influent sur le point de commu- tation des valves de commande et qui, en vue de la commutation de ces valves de commande puissent être serrés entre un élément d'asservissement disposé sur le piston d'asservissement et une tige de commande prenant appui dans l'ensemble de commande. On obtient ainsi un dispositif générateur de pression auxiliaire qui, grâce à la combinaison conforme à l'invention et à l'utilisation des moyens mécaniques les plus simples, permet une utilisation des sources d'énergie disponibles qui est à la fois fiable sur le plan fonctionnel et économique. Afin d'obtenir une étanchéité parfaite des conduits de commande par rapport aux valves de commande, un développement avantageux supplemen- taire de l'objet de la présente invention prévoit de réaliser les valves de commande sous la forme de valves à siège qui, par l'intermédiaire de sur- faces annulaires étroites de siège ménagées sur les faces frontales au moyen d'évidements, séparent les chambres de commande à l'endroit des conduits de commande et d'une manière étanche à l'agent de pression. En vue d'accroître la capacité, l'une et l'autre faces frontales du piston plongeur disposées dans le cylindre de travail peuvent être soumises à l'action d'un agent de pression, ce qui assure un accroissement considérable de la pression auxiliaire du fait du piston à double action. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre à titre d'exemple non limitatif et en regard du dessin annexé dont la figure unique représente un exemple de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention. La figure 1 représente la coupe longitudinale d'un exemple, représenté schématiquement, d'un mode de réalisation du dispositif gérfé- rateur de pression auxiliaire conforme à l'invention. Ce dispositif est constitué d'un ensemble de commande agencé sous la forme d'une valve de commutation. La tige de commande 10 de cet ensemble de commande traverse ce dernier d'une manière coaxiale dans le bottier de commande 1 et ouvre ou ferme, à l'aide de valves de commande 2, des conduits de commande 4 disposes entre trois chambres de pression de commande 3 situées dans le bottier de commande 1..En fonction de la position d'une valve de commande 2 qui, dans chaque cas, agit dans une chambre de pression de commande 3, les chambres de pression de commande 3 sont de préférence mises sous pression à l'aide de la pression atmosph6rique ou à l'aide d'une source de dépres- sion. Par l'intermédiaire de deux conduites 16, les chambres de pression de commande 3 relient un cylindre d'asservissement 19 à une source de dépres- sion et à la source de pression atmosphérique, un piston d'asservissement 6 divisant ce cylindre d'asservissement 19 en deux chambres de travail 17 et 18. Sous l'action de la force de déplacement pneumatique se présentant sur le piston d'asservissement 6, la tige de commande 10 adopte une position définie dans l'ensemble de commande en fonction de la longueur limite de ressort dans la tète de commande 12, laquelle longueur d6finit le point de commutation. Les ressorts, r6alisés sous la forme de moyens élastiques 11 disposés dans la tête de commande 12, sont conçus de façon à donner l'assu- rance que, lorsque la longueur limite de ressort est atteinte, la valeur du produit de la rigidité du ressort et de sa course se trouve être juste inférieure h la force de pression pneumatique qui, par l'intermédiaire de la tige de commande 10, agit dans le sens opposé sur les valves de commande 2 de l'ensemble de commande. De la sorte, le point de commutation corres- pondant à l'inversion du sens de déplacement de la tige de commande 10 n'est permis que par la transmission directe de force de l'élément d'asser- vissement 9 h la partie 12 formant la tête de commande, par l'intermédiaire du ressort Il représenté à droite sur le dessin et agissant alors comme un cylindre rigide. Cela permet un ajustement très précis du point de commutation, étant donne que la tension du ressort en fonction de sa longueur présente une plage detolérance considérablement plus élevée que celle de la longueur limite du ressort. Le travail accumulé du ressort sert à vaincre d'une manière sûre le trajet de commutation des valves de commande. La liaison rigide du piston de pression 8 avec l'élément d'asservissement 9 fait se déplacer le piston d'asservissement 6 en fonc- tion de la force de déplacement pneumatique, l'un des deux ressorts porté à l'intérieur de la tête de commande 12 pouvant dans chaque cas être comprimé jusqu'à ce que soit atteinte la longueur limite du ressort définissant le point de commutation, de sorte que, du fait du serrage des ressorts entre 2646 2 11 la tête de commande 12 et l'élément d'asservissement 9, une force de réac- tion peut être transmise à la tête de commande. Cette force de réaction conduit à un déplacement de la tige de commande 10 et donc, par l'intermé- diaire des valves 2 de l'ensemble de commande, à une inversion de la pres- sion différentielle s'appliquant sur le piston d'asservissement 6. Etant donné que l'application de la pression, et le sens de déplacement du piston d'asservissement 6 dans le cylindre d'asservissement 19 qui en résulte, sont inverses, le piston de pompage 8 à double action situé dans le cylin- dre de travail 7 subit aussi une inversion de son sens de déplacement. La description du fonctionnement qui suit montre, conformément à la figure 1, la tige de commande 10 dans une position dans laquelle, par l'intermédiaire de la valve de commande 2 ouverte, la dépression prélevée sur le collecteur d'admission d'un moteur ' essence utilisé en tant que source d'énergie 5 agit dans la chambre de pression de commande 3 repré- sentée à gauche sur la figure et dans la première conduite de raccordement 16 du cylindre d'asservissement 19, tandis que, par l'intermédiaire d'un conduit de commande 4 ouvert, la pression atmosphérique passe de la chambre de pression de commande 3 située au milieu vers la chambre de pression de commande 3 représentée à droite sur le dessin et peut se propager dans la seconde conduite de liaison 16. Il règne par conséquent dans les chambres de travail 17 et 18 séparées par le piston d'asservissement 6 une pression différentielle qui déplace l'élément d'asservissement 9, avec le piston de pompage 8 qui en est solidaire, dans la position représentée, avec un accroissement simultané ou une réduction simultanée des forces de précon- trainte des ressorts, qui agissent dans des sens opposés, dans la tête de commande 12. Lorsque la longueur limite du ressort est atteinte, comme c'est le cas pour le ressort représenté à droite sur le dessin, la force du piston d'asservissement agit directement sur la tige de commande et la force de la pression différentielle s'exerce sur les valves de commande des chambres de pression de commande 3 situées au milieu et à droite, de sorte qu'il se produit un déplacement de la tige de commande 10 dans le sens opposé. Au cours de cette action, le ressort qui, entre l'élément d'asservissement 9 et la tête de commande 12, est mis en précontrainte jusqu'à sa longueur limite, exerce une force de réaction qui est suffisante pour couvrir l'étendue de la course morte des valves de commande 2 jusqu'à leurs butées situées sur les surfaces opposées des chambres de pression de commande 3. L'inversion du sens de déplacement conduit par conséquent à une interversion des fonctions d'ouverture et de fermeture des conduits de commande, de sorte que, par l'intermédiaire des deux conduites de liaison 16, le piston d'asservissement 6 subit aussi une mice sous pression agis- sant en sens opposé et donc à l'encontre de l'effort du second ressort, en mettant ce ressort sous précontrainte jusqu'h ce que soit atteinte la longueur limite du ressort et d'une manière correspondant au point de commutation des valves. C'est ensuite un nouveau cycle de fonctionnement qui commence, de la manière déjà décrite. Grâce au mode oscillant de fonctionnement, un piston à double action 8 permet d'accroître le débit. Par l'intermédiaire de valves antiretour, un tel piston envoie par exemple un agent d'un réservoir de stockage à un accumulateur de pression. Conformément à cet exemple d'un mode de réalisation, le dispo- sitif conforme à l'invention fonctionne avec une alimentation en énergie pneumatique. Il est possible aussi de relier un dispositif d'alimentation en énergie hydraulique, tout en maintenant la différence de pression néces- saire. Grâce à l'agencement, conforme à l'invention, du dispositif générateur de pression auxiliaire, il est possible de supprimer les valves classiques à commande électromagnétique et il est possible de limiter les moyens fonctionnels connus à un minimum. Une utilisation économique des sources d'énergie disponibles est réalisée grâce à l'existence d'une source de pression atmosphérique, par exemple en liaison avec une source de dépression d'un moteur à combustion interne comportant une régulation de l'étranglement des gaz. Un autre avantage est constitué par l'actionnement peu complexe des valves de commande, cet actionnement étant favorisé par le montage intégré d'un ensemble de ressorts entre ta tige de commande et-l'élément d'asservissement. Il est ainsi possible d'éviter des défauts importants de fonctionnement et des mécanismes fonctionnels complexes. REVENDICATIONS 1. Dispositif générateur de pression auxiliaire, notamment pour véhicule automobile, comprenant des valves de commande (2) disposées dans un bottier de commande (1) d'un ensemble de commande, ces valves de commande (2) agissant, en fonction de leur position, sur des conduits de commande (4) traversant plusieurs chambres de pression de commande (3), de sorte que, en fonction de la position des valves de commande (2), une communication peut être établie entre une source d'énergie (5) et un piston d'asservissement (6) soumis à une sollicitation 'élastique qui, par l'inter- médiaire d'un cylindre de travail (7) adjacent et étanche par rapport h ce piston d'asservissement (6), délivre, à un niveau d'énergie de pression élevée et à l'aide d'un piston de pompage (8), un agent à faible niveau de pression, caractérisé en ce que le piston d'asservissement (6) comporte des moyens élastiques (11) qui influent sur le point de commutation des valves de commande (2) et qui, en vue de la commutation de ces valves de commande (2) puissent être serrés entre un élément d'asservissement (9) disposé sur le piston d'asservissement (6) et une tige de commande (10) prenant appui dans l'ensemble de commande. 2. Dispositif générateur de pression auxiliaire suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens élastiques (11) sont de préférence constitués par deux ressorts hélicoïdaux montés en série, l'une des extrémités de chaque ressort étant au contact de l'élément d'asservis- sement (9), tandis que la seconde extrémité de chaque ressort est maintenue en appui dans une tête de commande (12) qui est réalisée sous la forme d'un cylindre creux et est prévue sur la tige de commande (10). 3. Dispositif génerateur de pression auxiliaire suivant l'une quelconque des revendications i et 2, caractérisé en ce que, par une partie en forme de piston (13), l'élément d'asservissement (9) est guidé en coulissement axial et radialement, par une tige s'engageant dans l'ouver- ture de la tête de commande (12) réalisée en forme de cylindre creux. 4. Dispositif générateur de pression auxiliaire suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, en fonction du déplacement axial de l'élément d'asservissement (9), les forces de précon- trainte des moyens élastiques (11) des ressorts montés en série se compor- tent entre elles d'une manière réciproquement proportionnelle. 5. Dispositif générateur de pression auxiliaire suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, si l'un des ressorts est complètement comprimé, la valeur de la tension préalable du ressort est supérieure, et orientée en sens opposé, aux forces de pression de commande agissant sur les valves de commandc (2). 6. Dispositif générateur de pression auxiliaire suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les faces frontales des valves de commande (2) sur lesquelles la pression s'applique sont plus petites que la face frontale du piston d'asservissement (6) sur laquelle s'applique 'la pression différentielle de la même source d'énergie (5). 7. Dispositif générateur de pression auxiliaire suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les valves de commande (2) sont réalisées sous la forme de valves à siège, d'une forme de préférence circulaire, ces valves à sibge (2) comportant des zones superficielles en retrait (14) qui sont fermées par des surfaces annulaires radiales d'étanchéité (15) d'une manière empêchant la pénétration de l'agent de pression. 8. Dispositif générateur de pression auxiliaire suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les parties en retrait (14) sont soumises à l'action d'une pression se propageant dans les conduits de commande (4). 9. Dispositif générateur de pression auxiliaire suivant l'une quelconque des revendications i à 8, caractérisé en ce que la production de pression auxiliaire du cylindre de travail (7) actionné par le piston d'asservissement (6) s'obtient par l'intermédiaire d'un piston de pompage à double action (8) pouvant se déplacer axialement à l'intérieur de ce cylindre de travail (7), les faces frontales de ce piston plongeur (8) agissant, sur les deux côtés, d'une manière permettant la communication de l'agent de pression par l'intermédiaire de valves antiretour disposées en amont.