Brevet FR2748069A1 — publié le 19971031

-1- Accumulateur hydraulique pour un svstème de freinage de véhicule Etat de la technique La présente invention concerne un accumulateur hydraulique pour un système de freinage de véhicule comportant un piston séparateur monté coulissant dans un corps et séparant une chambre à volume variable contenant un fluide sous pression d'une chambre opposée. Un tel accumulateur hydraulique est connu des demandes de brevets publiées DE-A-42 02 905 et GB-A-2 263 753. L'accumulateur hydraulique connu prend la forme d'un alésage cylindrique borgne, qui est percé dans un corps et dans lequel un piston séparateur est monté 1 0 axialement coulissant et pressé par un ressort en direction de l'extrémité fermée de l'alésage. L'accumulateur hydraulique possède une chambre à volume variable offrant un volume d'accumulation variable pour le stockage temporaire du fluide sous pression disponible dans le système de freinage du véhicule, par exemple lors de l'apparition de certains états de régulation du système de freinage du véhicule. L'accumulateur hydraulique connu est disposé dans le corps et monté sur le véhicule de telle façon que l'alésage débouche du corps vers le bas. Pour empêcher que de l'eau projetée ou des impuretés puissent atteindre l'alésage, celui-ci est recouvert d'un capuchon de protection. Le capuchon de protection présente une ouverture de ventilation, qui, outre la fonction de ventilation qu'il remplit, permet également de laisser s'échapper de l'alésage le fluide qui 2 0 s'écoulerait éventuellement entre le piston et l'alésage, de manière à éviter que ce fluide s'accumule sur la face arrière du piston et que le mouvement du piston s'en trouve ainsi gêné. La surface frontale de ce capuchon de protection présente des évidements tournés vers le corps. Cet arrangement se traduit donc par la formation de segments de fente. Et ces segments de fente entre le corps et le capuchon de protection forment les ouvertures de ventilation. Un inconvénient de l'accumulateur hydraulique connu réside dans le fait que, bien que l'alésage pointe vers le bas dans le corps, de l'eau projetée et des impuretés peuvent pénétrer, à travers les ouvertures de ventilation, dans l'alésage qui sert a guider le piston. La pénétration d'eau projetée peut conduire à une corrosion, et la pénétration d'impuretés conduit, lors du mouvement du piston séparateur, à une détérioration de la paroi de l'alésage qui sert de surface 3 0 de course au piston séparateur, et à une détérioration de l'étanchéité entre le piston séparateur et l'alésage. De plus, l'humidité pénètre à l'intérieur de l'alésage par échange d'air entre l'environnement et cet alésage, ce qui peut également provoquer la corrosion de la paroi de l'alésage. Pour diminuer autant que possible le risque que de l'eau projetée et des impuretés parviennent à pénétrer dans l'alésage, ce dernier doit, dans l'accumulateur hydraulique connu, déboucher du corps vers le bas. Or, ceci complique de manière notable le montage du corps sur un certain nombre de véhicules. Une demande de brevet non encore publiée décrit un accumulateur hydraulique, doté d'un capuchon de protection, et dont le capuchon de protection possède des ouvertures de ventilation de forme spécifique, de sorte que l'alésage qui reçoit le piston séparateur et qui ! 0 conduit à l'extérieur du corps peut aussi bien déboucher du corps suivant une direction horizontale. Cependant, en raison de cette forme spécifique, qui ne présente aucune symétrie de révolution, l'assemblage de l'accumulateur est rendu extrêmement difficile. En outre, cette réalisation laisse subsister le problème de la pénétration de l'humidité ambiante. Avantages de l'invention. Par rapport aux accumulateurs hydrauliques connus auparavant, l'accumulateur hydraulique, qui est essentiellement caractérisé en ce que la chambre opposée est isolée d'un environnement par un couvercle déformable à la pression, offre l'avantage que l'intérieur de l'accumulateur est remarquablement bien protégé contre la pénétration d'un milieu non souhaité, indépendamment de la position de montage. Les impuretés, l'eau projetée et 2 0 l'humidité de l'air font notamment partie de ces milieux non souhaités. La chambre opposée de l'accumulateur peut avantageusement déboucher du corps suivant toute direction souhaitée. Des perfectionnements et des améliorations de l'accumulateur hydraulique de l'invention peuvent en outre être obtenus par la mise en oeuvre des mesures additionnelles. Le ressort appliqué sur le piston séparateur peut s'appuyer sur le support de ressort dans la chambre opposée, sans notamment que le couvercle déformable à la pression n'en soit affecté. Le passage veille à un équilibre de la pression des deux côtés du support de ressort. Le passage peut, par exemple, être prévu dans le support de ressort ou dans le corps. Le manchon présente l'avantage que le couvercle déformable à la pression peut être 3 0 relié au corps de manière simple, avec un minimum de composants nécessaires. En outre, aucune augmentation de la taille du corps n'est nécessaire. Le fait de donner au couvercle déformable à la pression la forme d'une membrane, et en particulier d'une membrane déroulante, otffre même l'avantage de réduire l'encombrement global. Dessins Des exemples de réalisation particuliers et spécialement avantageux de l'invention sont représentés de manière simplifiée sur les dessins, et sont expliqués avec plus de détails dans la description suivante. La figure I illustre un système de freinage de véhicule particulier incluant deux accumulateurs hydrauliques: la figure 2 est une vue en coupe illustrant un exemple d'accumulateur hydraulique tel qu'intégré au svsteme de freinage de véhicule de la figure 1; et la figure 3 est également une vue en coupe illustrant un autre mode de réalisation de l'accumulateur représenté à la figure I Description des exemples de réalisation L'accumulateur hydraulique est destiné à un système de tfreinage de véhicule, en particulier lorsque le système de freinage de vehicule est équipé d'une régulation empêchant le blocage des roues du véhicule. Un tel système est connu sous le nom de système antiblocage (ABS). Le système de freinage du véhicule peut. en plus ou à la place de celui-ci, être également équipé d'une régulation antipatinage des roues motrices (ASR). La figure I présente un système de tfreinage de véhicule doté de la fonction antiblocage (ABS) choisi à titre d'exemple. Le système de tfreinage de véhicule possède un moteur électrique I pour deux pompes de retour 2, 2', qui sont disposées chacune entre respectivement un accumulateur 3, 3' et un amortisseur 4, 4'. De plus, on prévoit deux maîtres- cylindres 5, 5' ainsi que deux cylindres de frein de roue 6,6', qui sont chacun raccordés au fluide sous pression par une électrovalve d'admission 7, 7' et une électrovalve d'évacuation 8, 8'. Ce système de freinage de véhicule comprend en outre un clapet antiretour 9, 9' court- circuitant chaque électrovalve d'admission 7, 7' et une restriction 10, 10' au niveau de l'amortisseur 4, 4'. Comme le montre le dessin, les pompes de retour 2, 2', les accumulateurs 3, 3', l'amortisseur 4, 4', les maîtres-cylindres 5. 5'. les cylindres de frein des roues 6, 6', les électrovalves d'admission 7, 7' et les électrovalves d'évacuation 8, 8' sont reliés mutuellement par une canalisation de raccordement hydraulique 12. Un fluide sous pression se trouve dans cette canalisation de raccordement 12 Le fluide sous pression est par exemple un liquide de frein ou une huile hydraulique Un tel systeme de tfreinage de véhicule doté de la fonction antiblocage (ABS) fonctionne de sorte que, lors du freinage, les électrovalves d'admission 7, 7' sont ouvertes et les électrovalves d'évacuation 8, 8' sont fermees. Une augmentation de la pression dans le maître- cylindre 5, 5', qui peut par exemple prendre la forme d'un maitrecvlindre tandem ou de maitres-cylindres en parallèle, mais toujours de préférence celle d'un maitre-cylindre à deux circuits, parvient au cylindre de frein de roue 6, 6' par deux canalisations séparées. Lors d'un risque de blocage, les électrovalves d'admission 7, 7' et les électrovalves d'évacuation 8, 8' commutent pour que le fluide sous pression puisse parvenir à la pompe de retour 2, 2' par l'accumulateur 3, 3' et de là au maître-cylindre 5. 5' par l'amortisseur 4, 4'. Ainsi, le cylindre de frein de roue 6, 6' est déchargé et le risque de blocage est écarté. Pour maintenir éventuellement une pression nécessaire et pour augmenter à nouveau la pression, les électrovalves 7, 7'. et respectivement 8 et 8', sont commandées par un dispositif de commutation électronique non représente au dessin dans le souci d'assurer une meilleure vue d'ensemble. Ce système de freinage de véhicule a deux circuits, décrit et représenté à titre d'exemple, peut être étendu, par simple duplication des électrovalves en particulier, à un svstème antiblocage à trois ou quatre canaux (ABS), qui peut également être complété sans difficulté notable par une régulation antipatinage des roues motrices (ASR) Dans l'exemple de réalisation particulier pretfére, les pompes de retour 2, 2', les accumulateurs 3, 3', les amortisseurs 4, 4', les electrovalves d'admission 7, 7', les électrovalves d'évacuation 8, 8', les clapets anti-retour 9, 9', et les restrictions 10. 10' sont disposés dans un corps commun 11. On indique le corps I I sur la figure I par des lignes mixtes pour assurer une meilleure vue d'ensemble. Le corps 11 est constitué, par exemple, d'un faible nombre de blocs individuels reliés fermement les uns aux autres, ou bien d'un bloc d'un seul tenant. Dans les parois latérales du corps 11 sont pratiqués plusieurs alésages, dans lesquels se trouvent les pièces précédemment identifiées. L'accumulateur 3 se trouve également dans un alésage 18 prévu dans le corps La figure 2 représente une coupe du corps 1 1 à une échelle différente et dont le plan de coupe est choisi de façon à illustrer une coupe longitudinale de l'accumulateur 3. Dans toutes les figures, les pièces identiques ou ayant une tfonction identique sont désignées par les mêmes chiffres de référence. Sauf indication contraire, ce qui est indiqué et représenté à l'aide d'une des figures vaut également pour les autres exemples de réalisation. Dans la mesure ou rien d'autre ne ressort des explications, les caractéristiques des différents exemples de réalisation peuvent être combinées les unes aux autres. L'accumulateur particulier pretéféré 3 comprend pour l'essentiel un piston séparateur 20, un ressort 22, un support de ressort 24. une bague de retenue 26 et un couvercle déformable à la pression 30. L'alésage 18 définit un volume libre à l'intérieur du corps 11. Le piston séparateur 20 est disposé à l'intérieur de l'alésage 18 de manière àa pouvoir coulisser axialement. Le piston séparateur 20 divise le volume libre en une chambre à volume variable 32 et en une chambre opposée 34. La chambre à volume variable 32 se trouve en communication constante avec la canalisation de communication 12. Une bague d'étanchéité 36 est prévue sur le pourtour extérieur du piston séparateur 20 pour assurer une étancheité entre la chambre à volume variable 32 et la chambre opposee 34 L'alésage 18 possède une extrémité externe 18 Sa débouchant du corps 11 et tournée vers l'extérieur, et une extrémite interne 18b tournée dans la direction opposée. Une rainure annulaire 18c et un épaulement 18d sont prévus dans le prolongement de l'alésage 18. En variante, l'alésage 18 peut également être lisse, c'est- à-dire sans épaulement 18d, ou bien l'alésage 18 peut présenter plusieurs gradins La bague de retenue 26, qui est fendue en une position de son périmètre extérieur 26, est introduite avec précontrainte dans la rainure 18c. Le piston séparateur 20 est sollicite par le ressort 22 dans la direction de l'extrémité intérieure ?.: 18Sb. Le ressort 22 s'appuie d'un côte sur le piston séparateur 20 et de l'autre côté sur le support de ressort 24. Le support de ressort 24 possède un épaulement 24a. Le support de ressort 24 peut prendre appui avec son épaulement 24a sur la bague de retenue 26 au niveau du corps 1 et ainsi maintenir le ressort 22 en appui contre le piston séparateur Le support de ressort 24 a une forme de pot avec un fond 24b Uln passage 24c est ^ 5 pratiqué au centre du tfond 24b. La chambre opposée 34 se divise en une première zone 34a et en une deuxième zone 34b La première zone 34a se trouve pour l'essentiel entre le piston séparateur 20 et le support de ressort 24. tandis que la deuxieme zone 34b se trouve pour l'essentiel entre le support de ressort 24 et le couvercle déformable à la pression 30. Les deux zones 34a et 34b communiquent mutuellement par le passage 24c. 32 CLe couvercle 30 sert de paroi séparatrice pour séparer la chambre opposée 34 d'un environnement entourant le corps 11 Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 2, le couvercle 30 est constitué pour l'essentiel d'une membrane 30a et d'un manchon 30b. Le manchon 30b possède un pourtour exterieur 30c, un pourtour intérieur 30d, une extrémité interne 30e et une extrémité externe 30f Le manchon 30b est enfoncé dans l'extrémité externe 18a de l'alésage 18, jusqu'à ce que l'extrémité interne 30e du manchon 30b vienne reposer contre l'épaulement 18d. Pour faciliter le montage du manchon 30b dans l'alésage 18, le manchon 30b est biseauté au niveau du pourtour extérieur de son extrémité interne 30e. De préférence, la membrane 30a prend approximativement la forme d'une membrane déroulante. La membrane 30a peut aussi, par exemple, être contformée en plateau ou en disque circulaire. La membrane 30a possède une extrémité externe annulaire 30g. Le manchon 30b est de préférence constitué de métal L'extrémité annulaire 30g est vulcanisée au niveau de l'extrémité externe 30f du manchon 30b. Une étanchéité annulaire entre le manchon 30b et la membrane 30a est obtenue par la vulcanisation Le pourtour interne 30d est plus petit dans la zone de l'extrémité externe 30f que dans la zone de l'extrémité interne 30e. La vulcanisation entre le manchon 30b et la membrane 30a sen trouve ainsi facilité. Néanmoins, une telle gradation du pourtour intérieur 30d reste tout àa tfhit optionnelle. û 5 La membrane 30a est constituée d'une matière caoutchouteuse conformée en plateau. La membrane 30a se déforme très tfacilement sous l'effet d'une pression s'exerçant sur une de ses faces, de sorte qu'il ne peut se créer, de part et d'autre de la membrane, pratiquement aucune différence de pression, ou pour ainsi dire aucune. Grâce à la membrane 30a, le couvercle 30 est tellement déformnable qu'aucune ditférence de pression ne peut apparaître de 2 D part et d'autre de ce couvercle 30 C'est cet etffet qlue traduit la propriété du couvercle 30 d'être déformable à la pression. Ainsi, aucune contre-pression plus élevée que la pression régnant dans l'environnement du corps I 1 ne peut s'établir dans la chambre opposée 34. Autrement dit, la contre-pression dans la chambre opposée 34 est, au plus, à peine supérieure à la pression de l'environnement, de sorte que la contre-pression ne peut influencer négativement le mode de 2 5 fonctionnement de l'accumulateur 3 Dans la canalisation de communication 12 et dans la chambre à volume variable 32 se trouve un fluide sous pression. Si la pression du fluide sous pression dans la chambre à volume variable 32 est relativement faible, alors le piston séparateur 20 se trouve au niveau de l'extrémité intérieure 18b, comme représenté à la figure 2. Si la pression du fluide sous pression dans la chambre à volume variable 32 est relativement élevée, alors le piston séparateur est déplacé contre la tforce du ressort 22 (vers la droite sur la figure 2), jusqu'à ce que le piston séparateur 20 vienne reposer, dans le cas extrène, contre l'épaulement 24a du support de ressort 24. Le support de ressort 24 sert donc également de butée d'extrémité pour le piston séparateur 20. Dans la chambre opposée 34 se trouve de l'air. Si le piston séparateur 20 se -7- déplace à partir de la position représentée à la figure 2 dans la direction du support de ressort 24, alors une partie de l'air provenant de la première zone 34a de la chambre opposée 34 atteint la deuxième zone 34b à travers le passage 24c. La membrane 30a du couvercle déformable à la pression 30 est tellement déformable qu'il ne peut se créer, dans la chambre opposée 34, aucune pression supérieure à la pression de l'environnement. Le couvercle 30 est tellement déformable que lors d'un mouvement du piston séparateur 20, la membrane 30a du couvercle 30 peut effectuer un mouvement correspondant sans augmentation de pression perturbatrice dans la chambre opposée 34. Le manchon 30b est enfoncé fermement dans l'alésage 18, de sorte qu'à cet endroit aussi la chambre opposée 34 est rendue étanche par rapport à l'environnement. Cependant, on peut par exemple aussi coller le manchon 30b dans le corps 11, et/ou prévoir de plus une bague d'étanchéité entre le pourtour extérieur 30c et l'alésage 18. Comme le montre la figure 2, le diamètre de l'alésage 18 dans la zone de l'extrémité externe 18a est supérieur au diamètre de cet alésage dans la zone de l'extrémité interne I 8b, de manière à faire apparaître l'épaulement 18d. On peut également prévoir une variante de ce mode de réalisation, dans laquelle le diamètre de l'alésage 18 dans la zone de l'extrémité externe 18a est identique au diamètre dans la zone de l'extrémité interne 18b, de sorte que l'épaulement 18d fait défaut. En contrôlant l'enfoncement du manchon 30b en fonction du chemin parcouru dans l'alésage 18, on peut alors positionner exactement le manchon 30b par rapport au corps 11 même en l'absence de l'épaulement 18d. Le manchon 30b offre l'avantage que la membrane 30a dispose d'une course suffisante pour qu'il soit inutile d'augmenter les dimensions du corps 11. Le manchon 30b relativement rigide facilite sensiblement le montage du couvercle déformable à la pression 30 au niveau du corps 11. Le couvercle déformable à la pression, constitué du manchon 30b et de la membrane 30a, peut être préparé pour constituer une pièce prête à monter dans le corps 11. La figure 3 illustre un exemple de réalisation spécifique supplémentaire et particulièrement avantageux, avec un couvercle 30 déformable à la pression différent de celui de la figure 2. L'exemple de réalisation représenté à la figure 3 se dispense du manchon 30b présenté à la figure 2. Comme le montre la figure 3, la membrane 30a du couvercle déformable à la pression 30 est directement reliée au corps, de façon ferme et de manière étanche, dans la zone de l'extrémité annulaire 30g. -8- Comme le montre la figure 3, une rainure annulaire 18e peut être prévue pour assurer une meilleure liaison entre le corps 11 et le couvercle déformable à la pression 30 dans la région de l'extrémité externe 18a de l'alésage 18. De plus, la membrane 30a peut présenter dans la zone de son extrémité annulaire 30g un renflement 30h, que l'on peut introduire dans la rainure 18e. Pour améliorer encore la liaison entre le couvercle 30 et le corps 11, on peut prévoir un collier de serrage 30i constitué de métal ou d'une matière plastique rigide, qui presse encore l'extrémité annulaire 30g contre le corps 11, ce collier de serrage 30i pressant ainsi, en particulier, le renflement 30h dans la rainure 18e. En variante du dessin à la figure 3, le collier de serrage 30i peut également être moule directement dans le renflement 30h, ce qui contribue à diminuer le nombre de composants nécessaires. Si l'accumulateur 3 est complètement monté dans le corps I I avec le piston séparateur et le support de ressort 24, on peut facilement vérifier le fonctionnement parfait de l'accumulateur 3, en particulier la mobilité du piston séparateur 20, au travers du passage 24c prévu dans le support de ressort 24 avant l'introduction du couvercle déformable à la pression 30. La pression du fluide sous pression dans la chambre 32 est relativement élevée. Au cours d'une longue période de fonctionnement de l'accumulateur 3, une certaine quantité du liquide provenant de la chambre 32 peut, le cas échéant, parvenir dans la chambre opposée 34 entre le piston séparateur 20 et l'alésage 18. Grâce à la bague d'étanchéité 36, cette quantité est relativement faible. Il est en outre possible de donner au couvercle déformable à la pression 30 une souplesse ou déformabilité suffisante pour que, même si, sur une période de fonctionnement plus longue, le liquide provenant de la chambre 32 et parvenant à la chambre opposée 34 fait effectivement bomber la membrane 30a de manière plus importante vers l'extérieur, la contre-pression régnant dans la chambre opposée 34 n'augmente malgré tout pas de manière appréciable, compte tenu de la souplesse ou déformabilité élevée de la membrane a. -9- REVENDICATIONS 1. Accumulateur hydraulique pour un système de freinage de véhicule, comprenant un piston séparateur (20) monté coulissant dans un corps et séparant une chambre (32) à volume variable contenant un fluide sous pression d'une chambre opposée, caractérisé en ce que la chambre opposée (34) est isolée d'un environnement par un couvercle (30, 30a, 30b) déformable à la pression. 2. Accumulateur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston séparateur (20) est logé dans un alésage (18) prévu dans le corps (11), l'alésage (18) présentant une extrémité externe débouchant du corps ( I) vers l'extérieur et une extrémité interne (18b) tournée dans la direction opposée, le piston séparateur (20) étant sollicité par un ressort (22) dans la direction de l'extrémité interne (18b) de l'alésage (18), la chambre à volume variable (32) étant prévue entre l'extrémité interne (18b) de l'alésage (18) et le piston séparateur (20), et le ressort (22) s'appuyant sur un support de ressort (24) prévu dans la chambre opposée (34). 3. Accumulateur hydraulique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une première zone (34a) de la chambre opposée (34), tournée vers le piston séparateur (20), et une deuxième zone (34b) de la chambre opposée (34), tournée vers le couvercle déformable à la pression (30, 30a, 30b), sont définies depuis le support de ressort (24) et communiquent par un passage (24c). 4. Accumulateur hydraulique selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon (30b) portant de façon étanche au moins une partie du couvercle déformable à la pression (30, 30a, 30b), et en ce que le manchon (30b) est introduit au moins indirectement dans le corps (1 I) de faç.on étanche. 5. Accumulateur hydraulique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le couvercle déformable à la pression (30, 30a, 30b) présente un pourtour extérieur (30c) au niveau duquel il est au moins indirectement relié au corps (I 1) de façon étanche. 6. Accumulateur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le couvercle déformable à la pression (30, 30a, 30b) prend au moins partiellement la forme d'une membrane (30a), en particulier d'une membrane déroulante (30a). -10- 7. Accumulateur hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le couvercle déformable à la pression (30, 30a, 30b) est doté d'une déformabilité suffisante pour qu'en tfonctionnement, une fuite du fluide sous pression de la chambre (32) vers la chambre opposée (34) ne modifie que de manière tout au plus insignifiante une contre-pression établie dans la chambre opposée (34). 8. Accumulateur hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lors d'un mouvement du piston séparateur (20) monté coulissant, une contre-pression établie dans la chambre opposée (34) ne soit tout au plus modifiée que d'une manière insignifiante. 9. Accumulateur hydraulique selon la revendication 7 et/ou 8, caractérisé en ce que la contre-pression dans la chambre opposée (34) correspond essentiellement à la pression ambiante de l'environnement.