Brevet FR2655124A1 — publié le 19910531

La présente invention concerne une valve de chargement d'ac- cumulateur, du type comprenant un raccord de pompe, un raccord de réser- voir, un raccord d'utilisateur, un raccord d'accumulateur, un agencement de valve, qui est disposé entre le raccord d'utilisateur et le raccord d'accumulateur, une valve anti-retour, située en amont de l'accumulateur, et une valve de commande qui peut être placée dans deux positions et à, l'aide de laquelle la partie du raccord d'accumulateur qui est comprise entre cette valve de commande et la valve anti-retour peut être reliée soit au raccord de pompe, soit au raccord de réservoir, l'élément de fermeture de cette valve de commande étant actionné à l'aide d'un piston de commande qui est l'objet d'une précontrainte élastique et est soumis à la pression de l'accumulateur. Une valve de chargement d'accumulateur de ce type est connue par le document DE-A 2 625 555 La valve de commande à deux positions qui y est décrite comporte un piston de commande qui est soumis à une précon- trainte par une rondelle Belleville présentant une caractéristique dé- gressive Ce n'est qu'ainsi qu'on peut obtenir un changement brusque de position entre les deux positions possibles de commande Le changement brusque de position de la valve de commande est de la plus grande impor- tance pour l'ensemble de la valve de chargement d'accumulateur, étant donné que, dans le cas d'une position intermédiaire indéterminée, la fonction de chargement de l'accumulateur ne peut plus être assurée Des rondelles Belleville de ce type, devant présenter une caractéristique dégressive pour remplir leur fonction, possèdent un grand diamètre et rendent donc nécessaire un bottier relativement grand, de sorte qu'on ne peut valablement les utiliser qu'exclusivement dans des accumulateurs hydrauliques dont la pression de travail se trouve dans un intervalle de pressions moyennes (approximativement 50 à 60 bars). C'est pourquoi la présente invention a pour but de fournir une valve de chargement d'accumulateur, fonctionnant d'une manière fia- ble, qui soit adaptée à des accumulateurs à pressions de travail très élevées ( 200 bars et plus) et qui se distingue par un faible encombre- ment. A cet effet, l'invention a pour objet une valve de chargement -2 d'accumulateur du type considéré, qui est caractérisée en ce que le piston de commande est soumis à la précontrainte d'un élément élastique à constante élastique fixe et en ce que la section transversale d'écoule- ment de l'entrée de valve qui est reliée en permanence au raccord de pompe, section transversale qui est définie par le premier siège de valve de la valve de commande, est inférieure à la section transversale de la sortie qui est définie par le second siège de valve de cette valve de commande. Cet agencement permet de monter un ressort hélicoïdal peu encombrant, la caractéristique de changement brusque de position (hysté- résis) de la valve de commande, qui est essentielle au fonctionnement, s'obtenant par la disparition, due au changement de position, d'une surface soumise à la pression de chargement Sous l'effet de la pression élevée de travail de l'accumulateur et de la pression élevée correspon- dante de chargement, il se présente une différence élevée de forces s'exerçant sur le système élastique du piston de commande, même dans le cas d'une valve de commande à faible encombrement et à faible surface d'étanchéité à action hydraulique, cette différence élevée de forces faisant sauter la valve de commande dans sa seconde position de commande lorsque le raccord d'accumulateur commence à communiquer avec le réser- voir Un réglage exact de la valve de commande est rendu possible par le fait que le piston de commande comporte une tige-poussoir d'actionnement qui est vissée dans ce piston de commande d'une manière réglable en longueur à l'aide d'un filetage micrométrique. Le piston de commande est soumis à l'action de l'élément élastique avec l'interposition d'une pièce intermédiaire qui est montée de manière articulée sur le piston de commande, de façon à maintenir ce dernier libre de l'action de toute force transversale En cas de l'utili- sation de pressions élevées de travail, il est particulièrement avanta- geux que l'agencement de valve situé entre le raccord d'utilisateur et le raccord d'accumulateur soit réalisé sous la forme d'une valve prioritaire qui isole complètement l'utilisateur du raccord de pompe lorsqu'on reste en-dessous d'une pression d'accumulateur fixée à l'avance Un passage particulièrement brusque de l'agencement de valve entre le raccord d'uti- lisateur et le raccord d'accumulateur est obtenu lorsque la valve priori- -3 - taire change de position sous l'action d'un piston de commande qui, d'une part dans un sens, est soumis à la pression du raccord de pompe et, d'autre part dans l'autre sens, est soumis à la pression régnant dans la partie située entre la valve de commande et la valve anti-retour disposée en amont de l'accumulateur, ainsi qu'à la force d'un élément élastique. Cette possibilité de changement brusque de position est favorisée par une étanchéité à frottement relativement faible du piston de commande qui comporte une gorge annulaire dans laquelle est logée une bague d'étan- chéité dont le diamètre intérieur est légèrement supérieur au diamètre du fond de la gorge Il ne résulte de cette bague d'étanchéité à montage flottant aucune force supplémentaire de frottement dans le cas o les deux côtés sont soumis à des pressions élevées. D'autres particularités et avantages de l'invention ressorti- ront de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif et en regard du dessin annexé sur lequel la figure unique représente un mode de réalisation particulier d'une valve de chargement d'accumulateur conforme à l'invention. La valve de chargement d'accumulateur représentée par la fi- gure comprend un bottier de valve dans lequel sont montés, en formant un seul ensemble, tous les éléments individuels constitutifs de la valve de chargement d'accumulateur La valve prioritaire est représentée séparé- ment pour des raisons de clarté La valve de chargement d'accumulateur comporte un raccord de pompe 1 conduisant à une pompe de circulation non représentée au dessin; à partir de ce raccord de pompe 1, il est prévu un embranchement conduisant d'une part à un raccord d'accumulateur 2 et d'autre part à un raccord d'utilisateur 3, ce dernier conduisant à une direction hydraulique assistée pour véhicule automobile, non représentée au dessin Par l'intermédiaire de la valve de commande 4 et de la valve anti-retour 5, le raccord d'accumulateur 2 conduit à la sortie 6 qui est raccordée à un accumulateur d'un système de freinage hydraulique Entre le raccord d'accumulateur 2 et le raccord d'utilisateur 3, il est prévu une valve prioritaire réalisée sous la forme d'une valve à siège sphéri- que 7 Cette valve prioritaire comporte un piston de commande 8 qui fait saillie dans le raccord d'utilisateur 3 et dont fait partie l'élément de fermeture de forme sphérique 11 L'étanchéité de ce piston de commande 8 4 - par rapport au bottier est obtenue à l'aide d'un joint torique à montage flottant La valve prioritaire 7 est soumise à une précontrainte, en direction du siège de valve situé entre le raccord d'accumulateur et le raccord d'utilisateur, à l'aide du ressort de compression 9 qui prend appui sur le piston de commande 8 Ce ressort de compression entoure radialement un prolongement axial d'une fermeture 14 qui est fixée à demeure dans le bottier et délimite une chambre 15 L'extrémité du pro- longement axial qui fait saillie dans cette chambre 15 sert de butée 10 pour le piston de commande 8 lorsque la valve prioritaire 7 est ouverte. Cette chambre 15 communique avec la partie 13 du raccord d'accumulateur 2 qui est située entre la valve de commande 4 et la valve anti-retour 5. La valve de commande 4 comprend un corps de valve à P'inté- rieur duquel est ménagée une chambre de valve 17 dans laquelle est logé l'élément de fermeture de valve se présentant sous la forme d'une bille 18 et qui communique en permanence avec la partie 13 A partir de cette chambre de valve 17, une entrée de valve 19, qui fait partie du raccord d'accumulateur, conduit au raccord de pompe 1 Une sortie 20 conduit de la chambre de valve 17 à la chambre 21 qui communique avec le réservoir 16 Dans chacune des zones o l'entrée de valve 19 et la sortie 20 débou- chent dans la chambre de valve 17, il est prévu un siège de valve sur lequel la bille 18 peut s'appliquer d'une manière étanche. La bille 18 peut être soumise à l'action d'une tige-poussoir d'actionnement 22 qui est vissée dans un piston de commande 24 à l'aide d'un filetage 23 à faible pas de façon à pouvoir être réglée en longueur. Ce piston de commande 24 est guidé d'une manière étanche dans une pièce rapportée 25 qui délimite une chambre 26 avec une pièce de fermeture 27 qui est fixée à demeure sur elle Cette chambre 26, dans laquelle fait saillie l'extrémité du piston de commande 24 opposée à la valve de com- mande 4, communique avec le raccord d'accumulateur 2 par des conduits ménagés dans la pièce rapportée 25 et dans le bottier dans la zone située entre la valve anti-retour 5 et la sortie 6, de sorte que la pression de l'accumulateur règne constamment dans cette chambre 26. Le piston de commande 24 est soumis par un ressort hélicoïdal cylindrique 28 à une précontrainte élastique s'opposant à la force exer- cée par la pression de l'accumulateur A cet effet, ce ressort hélicoïdal 28 prend appui, d'une part, sur le bottier et, d'autre part, sur une pièce intermédiaire 29 qui, grâce à sa forme de cuvette, entoure partiel- lement le piston de commande 24 et qui est accouplée à ce dernier par l'intermédiaire d'un appui en forme de calotte sphérique 30, à la façon d'un joint à rotule Ce montage articulé permet de compenser toute force transversale éventuelle, résultant des tolérances de fabrication du res- sort 28, qui risquerait de provoquer un coincement du piston de commande 24 à l'intérieur de la pièce rapportée 25 Si la pression de l'accumula- teur est faible, ou inexistante, la pièce intermédiaire 29 vient alors en appui, sous l'effet de l'action de précontrainte du ressort hélicoïdal 28, sur une butée qui est solidaire du bottier Dans une telle situation de fonctionnement, la tige-poussoir d'actionnement 22, qui fait saillie dans la sortie 20 avec un certain jeu radial, se trouve à une légère distance de la bille 18 obturant cette sortie 20 Le diamètre de l'alésa- ge de sortie 20 est nettement supérieur au diamètre de l'entrée de valve 19 Si la pompe de circulation démarre alors que l'accumulateur est déchargé, du fluide hydraulique est alors envoyé au raccord d'accumula- teur 2 en passant par le raccord de pompe 1, étant donné que la valve prioritaire 7 interrompt la communication entre le raccord de pompe 1 et le raccord d'utilisateur 3 Le piston de commande 24 sera dans la posi- tion représentée au dessin, de sorte que la bille 18 obture la sortie 20. L'entrée de valve 19 communique avec la partie 13, de sorte que l'accumu- lateur se trouve chargé par l'intermédiaire de la valve anti-retour 5. Etant donné que la pression d'accumulateur repousse le piston de commande 24 à l'encontre de la force de précontrainte du ressort hélicoïdal 28, ce piston va se déplacer en direction de la valve de commande 4 dès qu'un seuil de pression fixé à l'avance a été dépassé. Pendant que la pression de l'accumulateur augmente et une fois parcourue une course à, vide, la tige-poussoir d'actionnement 22 commence à venir en butée sur la bille 18 Si la pression de l'accumulateur s'élève à un point tel que la force hydraulique agissant sur le piston de commande 24 puisse en outre vaincre la force avec laquelle la bille 18 est appliquée sur le siège de valve associé à la sortie 20 sous l'effet de la pression régnant dans la chambre de valve 17, cette bille 18 se soulève alors de la sortie 20 et commence à mettre la chambre de valve et la partie 13 en - 6 communication avec la chambre 21 et donc avec le réservoir 16 Etant donné que la pression dans la chambre de valve 17 s'annule à ce même- moment, il y a disparition de la composante de force qui, par l'intermé- diaire de la bille 18 soumise à la pression, s'opposait à un déplacement du piston de commande 24 dans la chambre 21 Il en résulte que la valve de commande 4 passe brusquement dans sa seconde position de commande dans laquelle l'entrée de valve 19 est obturée par la bille 18 qui est soumise à l'action du piston de commande Dans cette position de commande, la force, due à la pression de la pompe, qui agit sur la bille 18 est nette- ment inférieure, étant donné que la section transversale de l'entrée de valve 19 est de plusieurs fois inférieure à la section transversale de la sortie 20. Dans la situation de fonctionnement qui se présente mainte- nant, la chambre 15 communique avec le réservoir 16, de sorte que la pression présente dans le raccord de pompe 1 fait s'ouvrir la valve prioritaire 7 et que du fluide hydraulique est alors envoyé au raccord d'utilisateur Si la pression de l'accumulateur diminue à nouveau, le ressort hélicoïdal 28 repousse le piston de commande 24 dans la chambre 26, la pression présente dans le raccord de pompe 1 fait passer la bille 18 de son appui sur l'entrée de valve à une position dans laquelle elle obture à nouveau la sortie 20, la chambre 15 est mise à nouveau sous pression et le ressort de compression 9 ferme la valve prioritaire 7, de sorte que l'opération de chargement s'effectue à nouveau, de la manière précédemment indiquée Il est prévu une valve de limitation de pression 31 qui est disposée dans la zone située entre la valve anti-retour 5 et la sortie 6, en vue d'empêcher l'accumulateur d'être détruit par une mise en charge excessive. On peut régler la précontrainte du ressort hélicoïdal 28 en insérant des cales d'épaisseur calibrée 32 entre ce ressort hélicoïdal et une collerette annulaire de la pièce intermédiaire 29 sur laquelle celui- ci prend appui Après avoir réglé la force de précontrainte et avoir assemblé le piston de commande 24, la pièce intermédiaire 29 et le res- sort hélicoïdal 28, on règle la course à vide entre la tige-poussoir d'actionnement 22 et la bille 18 en vissant la pièce rapportée 25 A cet effet, on soumet le piston de commande 24 à une force déterminée en -7direction de la valve de commande 4 Une source d'air comprimé à pression maximale fixée à l'avance est branchée sur le raccord de pompe 1 A l'aide du filetage 23, on visse la tige-poussoir d'actionnement 22 en direction de la valve de commande 4 jusqu'à ce que l'entrée de valve commence à étre obturée On supprime ensuite la force exercée sur le piston de commande 24 et on fait tourner la tige-poussoir d'actionnement 22, d'un angle déterminé qui dépend du pas du filetage 23, dans le sens dans lequel elle se déplace en direction de la chambre 26 On monte ensuite l'élément de fermeture. 8 - REVENDICATIONS l Valve de chargement d'accumulateur, du type comprenant un raccord de pompe, un raccord de réservoir, un raccord d'utilisateur, un raccord d'accumulateur, un agencement de valve, qui est disposé entre le raccord d'utilisateur et le raccord d'accumulateur, une valve anti- retour, située en amont de l'accumulateur, et une valve de commande qui peut être placée dans deux positions et à l'aide de laquelle la partie du raccord d'accumulateur qui est comprise entre cette valve de commande et la valve anti-retour peut être reliée soit au raccord de pompe, soit au raccord de réservoir, l'élément de fermeture de cette valve de commande étant actionné à l'aide d'un piston de commande qui est l'objet d'une précontrainte élastique et est soumis à la pression de l'accumulateur, caractérisée en ce que le piston de commande ( 24) est soumis à la précon- trainte d'un élément élastique ( 28) à constante élastique fixe et en ce que la section transversale d'écoulement de l'entrée de valve ( 19) qui est reliée en permanence au raccord de pompe ( 1), section transversale qui est définie par le premier siège de valve de la valve de commande, est inférieure à la section transversale de la sortie ( 20) qui est dé- finie par le second siège de valve de cette valve de commande ( 4). 2 Valve de chargement d'accumulateur suivant la revendica- tion 1, caractérisée en ce que le piston de commande ( 24) comporte une tige-poussoir d'actionnement ( 22) qui est réglable en longueur. 3 Valve de chargement d'accumulateur suivant l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisée en ce que le piston de commande ( 24) est soumis à l'action de l'élément élastique ( 28) avec interposition d'une pièce intermédiaire ( 29) qui est montée de manière pivotante sur ce piston de commande ( 24). 4 Valve de chargement d'accumulateur suivant l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'agencement de valve ( 7) situé entre le raccord d'utilisateur et le raccord d'accumu- lateur soit réalisé sous la forme d'une valve prioritaire qui isole complètement l'utilisateur du raccord de pompe ( 1) lorsqu'on reste en- dessous d'une pression d'accumulateur fixée à l'avance. 9 - Valve de chargement d'accumulateur suivant la revendica- tion 4, caractérisée en ce que la valve prioritaire change de position sous l'action d'un piston de commande ( 8) qui, d'une part dans un sens, est soumis à la pression du raccord de pompe ( 1) et, d'autre part dans l'autre sens, est soumis à la pression régnant dans la partie ( 13) située entre la valve de commande ( 4) et la valve anti-retour ( 5) disposée en amont de l'accumulateur, ainsi qu'à la force d'un élément élastique ( 9). 6 Valve de chargement d'accumulateur suivant l'une quelcon- que des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que l'étanchéité du piston de commande ( 8) est assurée par une bague d'étanchéité qui est logée dans une gorge annulaire de ce piston de commande ( 8), le diamètre du fond de cette gorge étant inférieur au diamètre intérieur de la bague d'étanchéité. 7 Valve de chargement d'accumulateur suivant l'une quelcon- que des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que la valve prioritaire ( 7) est réalisée sous la forme d'une valve à siège sphérique.