Brevet FR2638506A1 — publié le 19900504

La présente invention concerne un dispositif à soupapes électromagnétiques, apte à commander la pression du fluide d'un frein pour un véhicule. On trouve une des- cription concernant un tel dispositif à soupapes électroma- gnétiques dans le modèle d'utilité japonais mis à l'inspection publique sous le N 1986-82185. Le dispositif à soupapes électromagnétiques est agencé de manière à être disposé entre un passage pour un liquide appliqué au cylindre de frein et un passage pour l'application de ce liquide au maître-cylindre, le disposi- tif à soupapes électromagnétiques agissant de manière à maintenir la pression du fluide dans un dispositif de com- mande d'antiblocage d'un système de frein pour un véhicule. Lorsque le dispositif de commande d'antiblocage est activé, un liquide sous pression est délivré par le passage relié au cylindre de frein au passage relié au maître-cylindre, par l'intermédiaire du dispositif à sou- papes électromagnétiques, lors du stade initial de l'opération de freinage, bien que du liquide puisse être envoyé au maître-cylindre par l'intermédiaire du dispositif à soupapes électromagnétiques lorsque le freinage cesse. Il en résulte que, comme le liquide doit traverser le disposi- tif à soupapes électromagnétiques lors de la suppression du freinage, il peut apparaître une résistance excessive ré- duisant d'une manière excessive la vitesse de retour du li- quide. Afin de résoudre ce problème, c'est-à-dire d'amé- liorer la caractéristique de réponse, on prévoir de dispo- ser une soupape antiretour entre le passage relié au cy- lindre de frein et le passage relié au maître-cylindre, la soupape antiretour agissant à la manière d'une dérivation apte à accroître la vitesse de retour du liquide. On pourrait envisager d'utiliser une structure agencée de manière que la course de retour de la soupape soit réglée à une valeur suffisamment grande pour élargir le passage et réduire la résistance. Conformément aux contre-mesures classiques, un espace excessif doit être prévu pour loger la soupape anti- retour dans le dispositif à soupapes électromagnétiques, ou bien il faut accroître la capacité de l'électroaimant afin d'augmenter la course de soulèvement de la soupape, afin d'accroître la vitesse de soulèvement de la soupape, un autre impératif résidant dans le fait qu'il faut accroître la raideur du ressort de rappel. C'est-à-dire qu'il est nécessaire d'accroître les dimensions du dispositif à soupapes électromagnétiques, conformément à l'une quelconque des contre-mesures décrites précédemment. Cependant, l'accroissement de la taille des dis- positifs à soupapes électromagnétiques entraîne un inconve- nient critique dans le système de freinage, dans lequel il s'avère nécessaire de réduire les dimensions étant donné qu'il faut prévoir un espace obtenu en multipliant la capa- cité d'une soupape unique par le nombre des dispositifs à soupapes électromagnétiques, lorsqu'on envisage d'installer conjointement une multiplicité de dispositifs à soupapes électromagnétiques. La présente invention a été mise au point pour résoudre le problème indiqué précédemment. C'est pourquoi un but de la présente invention est de fournir un disposi- tif à soupapes électromagnétiques, dans lequel il existe un retour uniforme du liquide et dans lequel il n'est pas né- cessaire de prévoir un espace individuel pour la soupape antiretour. En outre on peut réduire de façon significative les dimensions globales de la structure formée en instal- lant conjointement une multiplicité de soupapes électroma- gnétiques. Le premier aspect de la présente invention réside dans un dispositif à soupapes électromagnétiques, caracté- risé en ce qu'il comporte: un carter formant logement pour des premières ex- trémités d'une pluralité de soupapes électromagnétiques, et agencé de telle sorte que lesdites soupapes électromagné- tiques peuvent être montées de façon intégrée dans ce car- ter, une culasse d'extrémité, qui est réunie d'un seul tenant aux autres extrémités desdites soupapes électroma- gnétiques et constcitue une partie d'un trajet magnétique; et des moyens de serrage permettant de réunir la culasse d'extré- mité et le carter de manière à maintenir lesdites soupapes électromagné- tiques entre ladite culasse d'extremité et ledit carter. Le second aspect de la présente invention réside dans un dispositif à soupapes électromagnétiques, caracté- risé en ce qu'il comporte une soupape électromagnétique agencée de telle sorte qu'un passage est ouvert et fermé entre des premier et second passages sous l'effet de l'ap- plication d'une tige de soupape, déplaçable à l'aide d'un piston entraîné par un électroaimant, contre un siège de soupape disposé dans un logement, un passage étant ménagé à l'intérieur dudit siège de soupape, caractérisé en ce qu'il comporte un joint d'étanchéité annulaire mobile monté au- tour dudit siège de soupape et comportant un pourtour exté- rieur pouvant être amené en contact avec la surface inté- rieure dudit logement de manière à séparer ledit premier passage dudit second passage, et en ce que ledit joint d'étanchéité annulaire mobile est formé par une soupape unidirectionnelle agencée de manière que la direction s'étendant depuis ledit premier passage en direction dudit second passage constitue la direction de transmission di- recte. Conformément au premier aspect de la présente in- vention, étant donné que la structure est agencée de ma- nière que la forme du carter permette d'utiliser ce carter comme logement pour des premières extrémités de l'ensemble des soupapes électromagnétiques, et que l'on peut disposer d'une manière intégrée cet ensemble de soupapes électroma- gnétiques, les autres extrémités des soupapes électromagné- tiques sont fixées au moyen d'une culasse d'extrémité qui fait partie d'un trajet magnétique, et la soupape électro- magnétique est maintenue entre cette culasse d'extrémité et le carter à l'aide de moyens de serrage, les soupapes élec- tromagnétiques pouvant être disposées à proximité les unes des autres. Il en résulte qu'il est possible de réduire les dimensions hors tout du dispositif à soupapes électromagné- tiques. De plus, étant donné que les différentes soupapes électromagnétiques sont parfaitement intégrée dans le car- ter, la solidité de la structure peut être améliorée de fa- çon importante. Conformément au second aspect de la présente in- vention, lorsque la pression du liquide situé dans le pre- mier passage devient supérieure à la pression du liquide dans le second passage, le joint d'étanchéité mobile, qui sépare les deux passages, s'ouvre, de sorte que le liquide revient dans le second passage. Il en résulte que l'on peut obtenir un dispositif à soupapes électromagnétiques, qui possède de faibles dimensions, tout en ne comportant aucune soupape antiretour individuelle mais assumant la même fonc- tion que celle pouvant être exécutée par la soupape antire- tour. Il en résulte qu'en combinant les premier et se- cond aspects de la présente invention, décrits précédem- ment, on peut réduire les dimensions de la soupape électro- magnétique du type monté en série, cette soupape électroma- gnétique permettant d'obtenir une excellente vitesse de re- tour du liquide. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après prise en référence aux dessins annexés, sur les- quels: - les figures 1 et 2 représentent des vues dont chacune montre une première forme de réalisation de la pré- sente invention, la figure 1 étant une vue en coupe trans- versale, tandis que la figure 2 est une vue en plan; et - la figure 3 représente une vue en coupe trans- versale montrant une seconde forme de réalisation de la présente invention. On va décrire ci-après les formes de réalisation de la présente invention. Première forme de réalisation Cette forme de réalisation est caractérisée en ce que quatre soupapes électromagnétiques individuelles sont intégrées de manière à former une structure unitaire. Un carter 2 possède une forme rectangulaire et comporte deux parties en renfoncement 2a formées de manière à constituer des logements pour des premières extrémités des quatre soupapes électromagnétiques 1. En outre huit trous pour des boulons sont ménagés dans le carter 2. Des premiers passages 14 partant de ces parties en renfoncement 2a pour aboutir à un cylindre de frein (non représenté sur les dessins) et un second passage 15 partant desdites par- ties en renfoncement pour aboutir à un maître-cylindre de frein (non représenté sur le dessin) sont agencés de telle sorte que les soupapes électromagnétiques 1 peuvent être disposées d'une manière intégrée dans les parties en ren- foncement 2a. D'autre part, les passages la destinés à être raccordés à un réservoir (non représenté sur les dessins) sont prévus sur l'autre côté des soupapes électromagné- tiques 1, ces passages la étant raccordés au réservoir. Une culasse d'extrémité 3, qui peut être raccordé solidairement aux soupapes électromagnétiques i est prévuede manière que les extrémités des passages la destinées à être reliées au réservoir puissent déboucher à l'air libre. La culasse d'extrémité 3 est en contact direct avec des électroaimants 12, qui actionnent les soupapes électromagnétiques 1, de sorte que la culasse d'extrémité 3 constitue une partie d'un trajet magnétique pour chacune des soupapes électromagnétiques 1. La culasse d'extrémité 3 possède une structure en forme de plaque rectangulaire, dans laquelle sont ménagés huit trous 3a pour des boulons et quatre trous 3b pour le montage des soupapes électroma- gnétiques. Les positions des trous 3a prévus pour les bou- ions sont choisies de manière à correspondre aux positions des trous 2b prévus pour les boulons et ménagés dans le carter 2, ces trous 3a et les trous 2b étant accouplés par vissage à l'aide de moyens de serrage 4, à savoir des bou- lons. Il en résulte que la culasse d'extrémité 3 et le car- ter 2 peuvent être accouplés de manière que les soupapes électromagnétiques 1 puissent être maintenues fermement entre la culasse d'extrémité 3 et le carter 2. Comme cela a été décrit précédemment et conformément à la présente forme de réalisation, la structure est agencée de manière que la forme du carter 2 permette d'utiliser ce dernier en tant que logement pour un câté de l'ensemble des soupapes élec- tromagnétiques 1, qui peuvent être montées d'une manière intégrée, tandis que les autres extrémités des soupapes électromagnétiques 1 sont fixées par la culasse d'extrémité 3, qui fait partie d'un trajet magnétique de sorte que les soupapes électromagnétiques 1 sont maintenues par lesdits moyens de serrage 4 disposés entre la culasse d'extrémité 3 et le carter 2. C'est pourquoi, les soupapes électromagné- tiques peuvent être disposées à proximité les unes des autres, ce qui permet de réduire d'une manière conséquente les dimensions hors tout du dispositif à soupapes électro- magnétiques. En outre, étant donné que l'ensemble des sou- papes électromagnétiques i peuvent être fixées simultané- ment au carter 2, l'assemblage du dispositif à soupapes électromagnétiques peut être aisément achevé. En outre, étant donné que le carter 2 est formé d'un seul tenant, la résistance peut être améliorée. Forme de réalisation 2 Ci-après, on va décrire une seconde forme de réa- lisation de la présente invention, en se référant à la fi- gure 3. En référence aux dessins, il est prévu un logement possédant une forme cylindrique, sur le pourtour exté- rieur duquel sont disposés des électroaimants 12. Les par- ties du logement 10, qui correspondent aux électroaimants 12, sont constituées par des corps amagnétiques 20a. Le lo- gement 10 comporte des ensembles de soupapes disposés en série dans la direction axiale, chaque ensemble de soupapes comprenant une soupape de détente A d'un type normalement fermé et une soupape de maintien B d'un type normalement ouvert. La soupape de maintien B est structurée de telle sorte qu'une tige de soupape 13 déplaçable au moyen d'un piston 13a, agencé de manière à être entraîné par les élec- troaimants 12, peut être amenée en contact avec un siège de soupape 11 dans lequel est ménagé un passage lla. Il en résulte qu'un passage peut être ouvert et fermé entre le premier passage 14 et le second passage 15. Un joint d'étanchéité annulaire mobile 16 est monté autour du siège de soupape 11, et son pourtour exté- rieur est agencé de manière à être en contact avec la sur- face extérieure du logement 10 de sorte que le premier pas- sage 14 et le second passage 15 sont séparés l'un de l'autre. Le joint d'étanchéité mobile 16 comporte une par- tie formant jupe qui fait saillie en direction du second passage 15 de sorte que ce joint d'étanchéité peut servir de soupape unidirectionnelle agencée de manière que la di- rection allant du premier passage 14 au second passage 15 constitue la direction de passage directe. La tige de soupape 13 est solidaire du piston 13a et comporte deux extrémités qui sont supportées, avec pos- sibilité de glissement, par des guides 13b et 13c dans la direction axiale. De même, un passage est formé respective- ment dans les pourtours extérieurs du piston 13a et des guides 13b et 13c de la tige de soupape. Un ressort héli- coïdal S est intercalé entre le piston 13a et le guide 13c de la tige de soupape 13 de sorte que cette dernière est en permanence écartée du siège de soupape l. Ci-après, on va décrire le fonctionnement de la soupape électromagnétique représentée sur la figure 3. Le second passage est raccordé au maître-cylindre de frein de sDrte que la pression du liquide dans le pas- sage augmente sous l'effet de l'application d'une force à une pédale de frein (non représentée sur les dessins). Le liquide délivré par le second passage 15 est envoyé par le premier passage 14 par l'intermédiaire du passage lla mé- nagé dans le siège de soupape 11 et par l'intermédiaire de la soupape de maintien 13, qui a été ouverte. Alors, lorsque le dispositif de commande d'anti- blocage est activé (dont on ne donne pas ici la description détaillée), la tige de soupape 13 de la soupape de maintien B s'abaisse comme cela est visible sur le dessin de sorte que le passage lia, qui s'étend du second passage 15 au premier passage 14, est fermé. Lorsque le conducteur retire le pied de la pédale de frein, la pression du liquide dans le second passage 15 diminue rapidement. A cet instant, la tige de soupape 13 de la soupape de maintien B remonte comme cela est visible sur le dessin de manière à ouvrir le passage lla. Il en résulte que le liquide retourne du premier passage 14 au second passage 15. Simultanément, le siège mobile 16, qui sépare le premier passage 14 du second passage 15 est placé à l'état ouvert, de sorte que le liquide situé dans le pre- mier passage 15 revient rapidement, et en une quantité im- portante, dans le second passage 15. Par conséquent, la ca- ractéristique de réponse du système de freinage peut être améliorée et un état préparatoire est établi pour l'actionnement suivant. Comme cela a été décrit précédemment, étant donné que l'organe d'étanchéité mobile 16 sert également de sou- pape antiretour, on peut prévoir un dispositif à soupapes électromagnétiques, qui possède de faibles dimensions et ne comporte aucune soupape antiretour individuelle, mais as- sume une fonction semblable à celle pouvant être réalisée par la soupape antiretour. Bien que la description ait été faite en ce qui concerne la structure d'une seule soupape électromagnétique en référence à la figure 3, on peut disposer une multipli- cité de soupapes électromagnétiques en.série possédant cha- cune l'organe d'étanchéité mobile 16, de manière à former une structure unitaire telle que représentée sur la figure 1. Bien que la présente invention soit appliquée à dispositif à soupapes électromagnétiques du type à deux soupapes, dans lequel l'électroaimant et le piston sont combinés respec- tivement verticalement, la présente invention peut naturel- lement être appliquée à une soupape électromagnétique de type unique, dans laquelle il est prévu un seul électroai- mant et un seul piston. REVENDICATIONS 1. Dispositif à soupapes électromagnétiques, ca- ractérisé en ce qu'il comporte: un carter (2) formant logement pour des premières extrémités d'une pluralité de soupapes électromagnétiques (1), et agencé de telle sorte que lesdites soupapes élec- tromagnétiques peuvent être montées de façon intégrée dans ce carter, une culasse d'extrémité (3), qui est réunie d'un seul tenant aux autres extrémités desdites soupapes élec- tromagnétiques (1) et constitue une partie d'un trajet ma- gnétique; et des moyens de serrage (4) permettant de réunir la culasse d'ex- trémité et le carter de manière à maintenir lesdites soupapes électroma- gnétiques (1) entre ladite culasse d'extrémité (3) et ledit carter (2). 2. Dispositif à soupapes électromagnétiques, ca- ractérisé en ce qu'il comporte une soupape électromagnéti- que (1) disposée de telle sorte qu'un passage est ouvert et fermé entre des premier et second passages (14,15) sous l'effet de l'application d'une tige de soupape (13), dépla- çable à l'aide d'un piston (13a) entraîné par un électroai- mant (12), contre un siège de soupape (11) disposé dans un logement (10), un passage étant ménagé à l'intérieur dudit siège de soupape, caractérisé en ce qu'il comporte un joint d'étanchéité annulaire mobile (16) monté autour dudit siège de soupape (11) et comportant un pourtour extérieur pouvant être amené en contact avec la surface intérieure dudit lo- gement (10) de manière à séparer ledit premier passage (14) dudit second passage (15), et en ce que ledit joint d'étanchéité annulaire mobile (16) est formé par une sou- pape unidirectionnelle agencée de manière que la direction s'étendant depuis ledit premier passage (14) en direction dudit second passage (15) constitue la direction de trans- mission directe. 3. Dispositif à soupapes électromagnétiques selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est utilisé dans un système de freinage pour un véhicule et que ledit premier passage (14) est raccordé à un cylindre de frein, tandis que le second passage (4) est raccordé à un maître- cylindre de frein. 4. Dispositif à soupapes électromagnétiques selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite tige de soupape (13) est fixée solidairement à un piston (13a), et que les deux extrémités de ladite tige de soupape peuvent glisser axialement en étant soutenues par un couple de guides (13b,13c). 5. Dispositif à soupapes électromagnétiques selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est agencé sous la forme d'une soupape double comportant deux ensembles d'électroaimants (12) et de pistons (13a) disposés en série dans la direction axiale.