Brevet FR2780762A1 — publié le 20000107

Soupape anti-retour Etat de la technique L'invention concerne une soupape anti-retour comprenant un obturateur de soupape qui coopère avec un siège de soupape. Des soupapes anti-retour de ce type sont connues en tant que soupapes d'entrée et/ou de sortie dans des pompes à piston destinées à des installations hydrauliques de freinage de véhicules à contrôle du glissement des roues. Les soupapes anti-retour connues comportent un obturateur de soupape, par exemple sous la forme d'une bille, qui coopère par exemple avec un siège de soupape conique ou se présentant sous la forme d'une arête circulaire continue d'un épaulement annulaire. Les soupapes anti-retour connues peuvent être du type sans ressort ou bien elles peuvent comporter un ressort de fermeture, par exemple un ressort hélicoïdal de compression, qui sollicite l'obturateur de soupape avec une certaine force de fermeture contre le siège de soupape. Avantages de l'invention La soupape anti-retour selon l'invention comporte des moyens de limitation de course de soupape montés sur le côté du siège de soupape et fixés sur le côté de l'obturateur, et les moyens de limitation de course de soupape entourent l'obturateur sur une face éloignée du siège de soupape et le retiennent ainsi au voisinage du siège de soupape tout en ménageant des ouvertures de passage de fluide entre le siège de soupape et la face des moyens de limitation de course de soupape éloignée du siège de soupape. De préférence, les moyens de limitation de course de soupape comportent plusieurs éléments de limitation de course de soupape en forme de languettes qui sont disposées tout autour de l'obturateur et retiennent l'obturateur entre eux avec possibilité de mouvement. Ainsi, la soupape anti-retour comporte, sur le côté du siège de soupape, un élément de limitation de la course de la soupape en forme de languette qui agit sur une -2- face de l'obturateur éloignée du siège de soupape et retient l'obturateur de soupape de manière imperdable dans la région du siège. En particulier l'élément de limitation de course de soupape assure également le guidage de l'obturateur de soupape dans la direction de sa course axiale. La soupape anti-retour selon l'invention présente l'avantage d'un faible encombrement, notamment de n'exiger qu'un faible espace de montage dans la direction de la course axiale de l'obturateur, ce qui permet de réduire la longueur d'une pompe à piston dans laquelle la soupape anti- retour selon l'invention est intégrée. Par ailleurs le volume mort, c'est-à-dire le volume résiduel de la chambre de refoulement d'une pompe à piston qui subsiste à la fin d'une course de refoulement, lorsque le piston est rentré dans le cylindre, est plus réduit et par suite le rendement de la pompe est augmenté. Conformément à une caractéristique de l'invention, l'élément de limitation de course de soupape peut être conformé en ressort de fermeture, ce qui permet de faire l'économie d'un ressort de fermeture de soupape séparé. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, un changement de direction d'action de la force de ressort exercée par l'élément de limitation de course de soupape, essentiellement perpendiculairement à une direction de déplacement de l'obturateur de soupape, dans la direction de déplacement de l'obturateur de soupape est obtenue par l'intermédiaire d'une surface inclinée. La surface inclinée peut se présenter par exemple sous la forme d'une surface inclinée sur une saillie de l'élément de limitation de course de soupape et/ou sous la forme d'une surface inclinée, d'une surface conique ou d'une convexité d'une bille de soupape qui constitue l'obturateur de soupape. Lorsque la soupape anti-retour selon l'invention est utilisée par exemple comme soupape d'entrée ou de sortie d'une pompe à piston selon une caractéristique de l'invention, l'élément de limitation de course de soupape peut, conformément à une autre caractéristique de l'invention, former un ensemble intégré avec le piston de la pompe. Notamment lorsque le piston est moulé par injection de matière plastique, cet agencement de l'invention présente l'avantage que l'élément de limitation de course de -3 - soupape peut être fabriqué en une seule opération avec le piston, et par conséquent sans frais de fabrication supplémentaires. La pompe à piston selon l'invention est plus particulièrement prévue en tant que pompe dans une installation de freinage d'un véhicule et est utilisée pour contrôler la pression dans des cylindres de freins de roues. Selon le type de l'installation de freinage on utilise les dénominations abrégées ABS, ASR, FDR ou encore EHB. Dans l'installation de freinage, la pompe sert par exemple à ramener du liquide de frein d'un cylindre de frein de roue ou de plusieurs cylindres de freins de roues dans un maître-cylindre de frein (ABS) et/ou à transporter du liquide de frein d'un réservoir d'alimentation dans un cylindre de frein de roue ou dans plusieurs cylindres de freins de roues (ASR, FDR ou EHB). La pompe est nécessaire par exemple dans une installation de freinage à contrôle du glissement des roues (ABS ou ASR) et/ou dans une installation de freinage avec fonction d'assistance au pilotage (FDR) et/ou dans une installation de freinage électro- hydraulique (EHB). Le contrôle du glissement des roues (ABS ou ASR) permet par exemple d'éviter un blocage des roues du véhicule lors d'une action de freinage avec une forte pression exercée sur la pédale de frein (ABS) et/ou un patinage des roues motrices du véhicule dans le cas d'une forte pression appliquée sur la pédale d'accélérateur (ASR). Dans une installation de freinage avec fonction d'assistance au pilotage (FDR), on établit une pression de freinage dans un ou plusieurs cylindres de freins de roues indépendamment d'un actionnement de la pédale de frein ou de la pédale d'accélérateur afin par exemple d'éviter un décrochement du véhicule par rapport à la trajectoire souhaitée par le conducteur. La pompe peut encore être utilisée dans une installation de freinage électro-hydraulique (EHB), dans laquelle la pompe envoie le liquide de frein dans le cylindre de frein de roue ou les cylindres de freins de roues lorsqu'un senseur électrique de pédale de frein détecte un actionnement de ladite pédale de frein ou dans laquelle la pompe assure le remplissage d'un accumulateur de l'installation de freinage. Dessins -4- L'invention sera décrite de manière détaillée dans ce qui suit à l'aide d'exemples de réalisation préférés de l'invention. sur les dessins: La Figure 1 montre une coupe axiale d'une pompe à piston selon l'invention, La Figure 2 montre la représentation d'un détail selon la flèche II sur la Figure 1 d'un autre mode de réalisation de l'invention, et La Figure 3 montre une coupe transversale suivant la ligne III-III sur la Figure 2. Description des exemples de réalisation La pompe à piston selon l'invention représentée à la Figure 1 et désignée dans son ensemble par la référence 10 est logée dans un bloc hydraulique 12 d'une installation de freinage hydraulique de véhicule à contrôle du glissement, non représentée par ailleurs. Dans le bloc hydraulique 12 dont seule une partie autour du piston de pompe 10 a été représentée pour plus de clarté, sont logés, outre la pompe à piston 10, d'autres composants hydrauliques non représentés sur les dessins, tels que des électrovannes, des accumulateurs hydrauliques et des chambres d'amortissement, tous ces composants étant connectés les uns aux autres et à la pompe à piston 10 sur le plan hydraulique. Le bloc hydraulique 12 est relié à un maître-cylindre de frein non représenté par l'intermédiaire d'une conduite de frein principale; des cylindres de freins de roues non représentés sont reliés au bloc hydraulique 12 par l'intermédiaire de conduites de freins de roues. Le bloc hydraulique 12 forme un corps de pompe 12 pour la pompe à piston 10 selon l'invention et est représenté en tant que tel dans ce qui suit. Dans le corps de pompe 12 est aménagé un alésage de pompe 14 débouchant, dans lequel un piston 16 est monté coulissant dans la direction axiale. Le piston 16 est réalisé sous la forme d'un élément en matière plastique renforcée par fibres moulé par injection; son étanchéité avec le corps de pompe 12 est réalisée au moyen de joints toriques et il est guidé à coulissement dans la direction axiale à l'intérieur de l'alésage de pompe 14 au moyen de bagues de guidage 20. -5- Pour l'entraînement du piston 16 suivant une course alternative de va-et-vient dans la direction axiale il est prévu un excentrique 22 entraîné en rotation par un moteur électrique qui agit sur une face frontale du piston 16, par laquelle le piston 16 fait saillie hors de l'alésage de pompe 14. Un ressort de rappel 24, sous la forme d'un ressort hélicoïdal de compression disposé dans l'alésage de pompe 14 à une extrémité du piston 16 éloignée de l'excentrique 22, sollicite le piston 16 en direction de l'excentrique 22 et maintient ainsi le piston 16 en contact avec la surface périphérique de l'excentrique 22 par sa face frontale tournée vers ledit excentrique 22. Le ressort de rappel de piston 24 prend appui sur un élément de siège de soupape 44 en forme de disque muni d'ouvertures et monté dans le corps de pompe, qui sera décrit plus en détail plus loin. La pompe à piston 10 comporte comme soupape d'entrée 26 une soupape antiretour conforme à l'invention qui est intégrée dans le piston 16. La soupe d'entrée 26 comprend un siège de soupape 28 conique qui est aménagé dans une face du piston 16 éloignée de l'excentrique 22. Une bille de soupape 30 coopère avec le siège de soupape 28 en tant qu'obturateur de soupape. Pour maintenir la bille de soupape 30 au voisinage du siège 28, le piston 16 comporte trois éléments de limitation de course de soupape 32 en forme de languettes, qui s'étendent parallèlement à l'axe sur la face du piston 16 du côté du siège de soupape 28 et sont disposés à égale distance sur la circonférence autour de la bille de soupape 30. Les éléments de limitation de course de soupape 32 sont formés d'une seule pièce avec le piston 16. Ils comportent à leur extrémité libre des ergots de limitation de course 34 qui font saillie vers l'intérieur et limitent une levée de soupape, c'est-à-dire la valeur de la course dont la bille de soupape 30 peut se décoller de son siège 28. Les éléments de limitation de course de soupape 32 avec les ergots de limitation de course 34 entourent latéralement la bille de soupape 30 et la retiennent entre eux, c'est-à-dire au voisinage du siège de soupape 28. Aucun ressort de fermeture de soupape n'est prévu pour la soupape d'entrée 26, la bille de soupape 30 pouvant se soulever librement de son siège de soupape 28 jusqu'à ce qu'elle vienne en butée sur les ergots de limitation de course 34. 6 - Pour monter la bille de soupape 30 sur le piston 16, on pousse la bille de soupape 30 dans la direction axiale entre les éléments de limitation de course de soupape 32. La bille de soupape 30 en passant les ergots de limitation de course 34 repousse élastiquement les éléments de limitation de course de soupape 32. Dès que la bille de soupape 30 a franchi les ergots de limitation de course 34, les éléments de limitation de course de soupape 32 reviennent élastiquement dans leur position d'origine, vers l'intérieur, et tiennent la bille de soupape 30 de manière imperdable au voisinage du siège de soupape 28 sur le piston 16. Une entrée de pompe est réalisée sous la forme d'un perçage d'entrée 36 qui débouche radialement dans l'alésage de pompe 14. Du liquide qui entre par l'entrée de pompe 36 arrive par des perçages transversaux 38 aménagés en croix dans le piston 16 dans un trou borgne 40 axial aménagé dans le piston 16, dont l'embouchure forme le siège 28 de la soupape d'entrée 26. Afin que les perçages transversaux 38, dans chaque position du piston 16, communiquent avec le perçage d'entrée 36, une gorge 41 circulaire du fond de laquelle débouchent les perçages transversaux 38 est formée dans le piston 16. La gorge 41 est suffisamment large pour que le perçage d'entrée 36, dans toutes les positions du piston 16 débouche dans ladite gorge 41. Une soupape de sortie 42 de la pompe à piston 10 est agencée de la même manière que la soupape d'entrée 26. La soupape de sortie 42 est logée dans l'alésage de pompe 14 côté face frontale du piston 16 éloignée de l'excentrique 22. Elle comporte un corps formant siège 44 en forme de disque muni d'ouvertures qui est monté dans l'alésage de pompe 14, sur un épaulement 46 circulaire dudit alésage de pompe 14. Un trou central 48 du corps formant siège 44 s'évase en cône sur une face du corps formant siège 44 éloignée du piston 16, de sorte que le cône constitue un siège de soupape 50 de la soupape de sortie 42. Sur la face du corps formant siège 44 éloignée du piston 16 font saillie trois éléments de limitation de course de soupape 52 parallèles en forme de languettes. Les éléments de limitation de course de soupape 52 sont formés d'une seule pièce avec le siège de soupape 44 et ils comportent des ergots de limitation de course 54 à leur extrémité libre. Les éléments de limitation de course de soupape 52 retiennent -7 - entre eux une bille de soupape 56 en tant qu'obturateur de la soupape de sortie 42 et limitent avec leurs ergots de limitation de course 54 la course de la soupape de sortie 42. La soupape de sortie 42 est agencée de la même manière que la soupape d'entrée 26 et fonctionne de la même manière que celle-ci. Sur une face éloignée de l'excentrique 22, l'alésage de pompe 14 est fermé par un bouchon 58 en forme de cuvette qui est tenu de manière étanche à la pression dans l'alésage de pompe 14 par un sertissage circulaire 60 du corps de pompe 12. Le bouchon 58 tient le corps formant siège 44 de la soupape de sortie 42 sur l'épaulement 46 à l'intérieur de l'alésage de pompe 14. La sortie de la pompe s'effectue par un perçage transversal 62 dans le bouchon 58 débouchant dans un perçage de sortie 64 aménagé dans le corps de pompe 12 radialement par rapport à l'alésage de pompe 14. Une rainure 66 à section semi-circulaire aménagée sur le pourtour du bouchon 58 assure la communication entre le perçage transversal 62 dans le bouchon 58 et le perçage de sortie 64 dans le corps de pompe 12, dans toutes les positions angulaires du bouchon 58. La Figure 2 montre une variante d'agencement de la soupape d'entrée 26 de la pompe à piston 10, dans laquelle les éléments de limitation de course de soupape 32 agissent simultanément en ressorts de fermeture de soupape. Dans la soupape d'entrée 26 représentée sur la Figure 2, les ergots de limitation de course 54 des éléments de limitation de course de soupape 32 sont disposés si près du siège de soupape 26 que lesdits ergots de limitation de course 34 sont en contact avec la bille de soupape 30 même lorsque la soupape d'entrée 26 est fermée, c'est-à-dire lorsque la bille de soupape repose sur le siège de soupape 28. Lorsque la bille de soupape 30, lors de l'ouverture de la soupape d'entrée 26, se soulève de son siège 28, la bille de soupape 30 écarte radialement les éléments de limitation de course de soupape 32 au niveau de leurs ergots de limitation de course 34. Les éléments de limitation de course de soupape 32 se déforment élastiquement et exercent une force élastique qui sollicite la bille de soupape dans le sens de la fermeture, c'est-à- dire que les éléments de limitation de course de soupape 32 pressent élastiquement la bille de soupape 30 contre le siège de soupape 28 avec leurs ergots de limitation de course 34. Les surfaces des ergots de limitation de -8- course 34 tournées vers la bille de soupape 30 sont agencées en surfaces inclinées 68 formant un angle avec la direction de déplacement de la bille de soupape 30, qui coopèrent avec la courbure de la bille de soupape 30 et transforment une force élastique dirigée radialement vers l'intérieur des éléments de limitation de course de soupape 32 en une force de fermeture de la soupape qui presse la bille de soupape 30 axialement sur le siège de soupape 28. Pour garantir durablement et indépendamment de la température un comportement élastique des éléments de limitation de course de soupape 32, un ressort annulaire 70 formé d'une lame de ressort est placé dans une gorge annulaire aménagée dans la surface extérieure des éléments de limitation de course de soupape 32. La forme et la position du ressort annulaire 70 apparaissent clairement sur la Figure 3. Le ressort annulaire 70 comporte à l'une de ses extrémités un ergot 72 replié en direction de l'intérieur à des fins de blocage en rotation, ledit ergot s'accrochant latéralement sur l'un des éléments de limitation de course de soupape 32. A la différence de la Figure 1, il est prévu seulement deux éléments de limitation de course de soupape 32 au lieu de trois dans l'exemple de réalisation représenté sur les Figures 2 et 3 d'une soupape anti- retour selon l'invention. -9- REVENDICATIONS 1. Soupape anti-retour comprenant un obturateur de soupape qui coopère avec un siège de soupape, caractérisée en ce que la soupape anti- retour (26, 42) comporte des moyens de limitation de course de soupape (32, 52) montés sur le côté du siège de soupape (28, 50) et fixés sur le côté de l'obturateur (30, 56), et en ce que les moyens de limitation de course de soupape (32, 52) entourent l'obturateur (30, 56) sur une face éloignée du siège de soupape (28, 50) et le retiennent ainsi au voisinage du siège de soupape (28, 50) tout en ménageant des ouvertures de passage de fluide entre le siège de soupape (28, 50) et la face des moyens de limitation de course de soupape (32, 52) éloignée du siège de soupape (28, 50). 2. Soupape anti-retour selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de limitation de course de soupape (32, 52) comportent plusieurs éléments de limitation de course de soupape (32, 52) en forme de languettes qui sont disposées tout autour de l'obturateur (30, 56) et retiennent l'obturateur (30, 56) entre eux avec possibilité de mouvement. 3. Soupape anti-retour selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de limitation de course de soupape (32, 52) retient l'obturateur (30, 56) avec un jeu par rapport au siège de soupape (28, 50). 4. Soupape anti-retour selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de limitation de course de soupape (32, 52) est élastique et presse l'obturateur (30) avec une force élastique contre le siège de soupape (28). 5. Soupape anti-retour selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'élément de limitation de course de soupape (32) est élastique essentiellement perpendiculairement à une direction de course de l'obturateur (30) et en ce que - 10- l'élément de limitation de course de soupape (32) et/ou l'obturateur (30), présente une surface (68) inclinée par rapport à la direction de course axiale de l'obturateur (30) par l'intermédiaire de laquelle l'élément de limitation de course de soupape (32) sollicite l'obturateur (30) dans la direction de course axiale contre le siège de soupape (28). 6. Soupape anti-retour selon la revendication 2, caractérisée en ce que les éléments de limitation de course de soupape (32, 52) en forme de languettes sont entourés par un ressort annulaire (70). 7. Pompe à piston comprenant un piston entraîné suivant une course alternative de va- et-vient, qui est monté coulissant dans la direction axiale dans un alésage de pompe dans un corps de pompe, caractérisée en ce que la pompe à piston (10) comporte une soupape anti-retour (26, 42) selon une des revendications précédentes. 8. Pompe à piston selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'élément de limitation de course de soupape (32) forme un ensemble intégré avec le piston (16) de la pompe à piston (10).