Brevet FR2780369A1 — publié le 19991231

CAPACITE HYDRAULIQUE A ABSORPTION CONTROLEE EN PRESSION La présente invention concerne une capacité hydraulique, par exemple utilisa- ble comme accumulateur à pression variable dans un circuit de freinage. Plus précisément, la présente invention concerne une capacité hydraulique, comprenant un corps creux allongé suivant un axe, et une enveloppe rigide, le corps creux étant réalisé dans un matériau supportant une expansion élasti- que, à partir d'un état de repos, au moins suivant une direction radiale par rap- port à l'axe, le corps creux étant défini au repos par une paroi d'épaisseur comprise entre une épaisseur minimale et une épaisseur maximale, cette paroi étant bordée par un orifice fixe par rapport à l'enveloppe rigide, I'enveloppe rigide entourant le corps creux pour en limiter l'expansion, et cette capacité étant destinée à contenir à chaque instant un volume instantané de fluide sus- ceptible d'évoluer entre un volume minimum et un volume maximum, cette ca- pacité appliquant au volume instantané de fluide une pression instantanée dé- pendant du volume instantané. Une capacité hydraulique de ce type est connue et par exemple décrite et illus- trée dans le document de brevet WO 98/00320. En réalité, ce document de brevet s'inscrit dans un art antérieur beaucoup plus large, qui comprend notamment aussi les brevets US 3 948 288 ou US 5 718 488, et qui vise à réaliser un amortisseur de variations de pression. L'invention se situe dans un contexte très différent, et vise à réaliser une ca- pacité utilisable comme un accumulateur hydraulique propre à appliquer au fluide qu'il contient une pression liée, par une loi prédéterminée, au volume de fluide accumulé, un tel accumulateur pouvant servir de simulateur d'actionne- ment de frein, du type de ceux que décrivent par exemple les documents de brevets FR - 2 753 949 et FR - 2 756 797. A cette fin, la capacité hydraulique de l'invention, par ailleurs conforme à la définition qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractéri- sée en ce que la paroi du corps creux, au moins pour un premier volume ins- tantané de fluide, est simultanément en contact avec l'enveloppe au moins par une première et une seconde zone de cette paroi, distantes de l'orifice, présen- tant des première et seconde épaisseurs respectives, et séparées l'une de l'autre par une troisième zone distante de l'enveloppe et présentant une troi- sième épaisseur différente des première et seconde épaisseurs. Pour suivre avec une précision optimale la loi prédéterminée devant lier la pression du fluide stocké au volume de ce dernier, il peut être utile de donner aux première et seconde épaisseurs des valeurs différentes l'une de l'autre. Dans un mode de réalisation possible de l'invention, le corps creux présente une surface interne essentiellement cylindrique au repos. 2 2780369 La paroi peut en outre atteindre son épaisseur minimale à une extrémité du corps creux, opposée à l'orifice, et présenter à cette extrémité une surface ex- terne inscrite, au repos, dans un cylindre de premier diamètre. Dans ce cas, il est possible de prévoir que l'enveloppe, en regard de l'extrémité du corps.creux, forme un cylindre de second diamètre, supérieur au premier diamètre. Enfin, la paroi peut atteindre son épaisseur maximale en une pluralité de zones intermédiaires situées axialement entre l'orifice et l'extrémité du corps creux, et dans lesquelles la paroi présente une surface externe inscrite, au repos, dans un cylindre de troisième diamètre, supérieur au second diamètre D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - La Figure 1 est un vue en coupe d'une capacité conforme à l'invention; et - La Figure 2 est un diagramme illustrant une loi d'évolution de la pression d'un fluide stocké dans la capacité de la Figure 1 en fonction du volume de ce fluide. L'invention concerne une capacité hydraulique, comprenant essentiellement un corps creux 2, de forme allongée suivant un axe 1, et une enveloppe rigide 3 entourant le corps creux 2. La paroi 21 du corps creux est, au voisinage de l'orifice d'entrée- sortie 22 de ce dernier, dotée d'une gorge 221 qui est montée sur une nervure 41 formée à la périphérie interne d'une bague de maintien 4. La bague 4 est elle-même interposée entre l'enveloppe rigide 3 et un raccord hydraulique 5 qui débouche dans l'orifice 22 du corps creux, ce raccord étant fixé à l'enveloppe rigide 3 au moyen de vis 6, et la bague 4 étant immobilisée suivant l'axe 1 par appui sur des épaulements respectifs 31, 51 de l'enveloppe et du raccord. Un capot 7 peut éventuellement être prévu sur l'enveloppe rigide 3 pour la protéger de la pollution ambiante. Le corps creux 2 est réalisé dans un matériau élastomère, par exemple du caoutchouc, pour pouvoir subir sans dommage une expansion élastique sui- vant une direction radiale R, et éventuellement aussi suivant la direction de l'axe 1, à partir d'un état de repos qui est celui qu'illustre la figure 1, I'expan- sion du corps creux 2 se trouvant bloquée lorsque la paroi 21 est intégralement en contact avec l'enveloppe rigide 3. La paroi 21 du corps creux 2 présente, au repos, une épaisseur comprise entre une épaisseur minimale Ea et une épaisseur maximale Ez. La capacité ainsi constituée est destinée à contenir à chaque instant un vo- lume instantané V de fluide susceptible d'évoluer entre un volume minimum Va et un volume maximum Vz (figure 2), la paroi élastique 21 permettant, selon la présente invention, d'appliquer au volume instantané V de fluide une pression instantanée P qui dépend du volume instantané V selon une loi prédéterminée, telle que celle qu'illustre la figure 2. Selon l'irnvention, la paroi 21 est simultanément en contact avec l'enveloppe 3 par au moins des première et seconde zones Z1, Z2 de cette paroi, et ceci au moins pour un volume instantané donné de fluide, la figure 1 représentant en l'occurrence le cas o ce volume est égal à Va et o le corps creux est dans son état de repos. Ces première et seconde zones Z1, Z2, qui sont distantes de l'orifice 22, pré- sentent des première et seconde épaisseurs respectives El, E2, et sont sépa- rées l'une de l'autre par une troisième zone Z3, cette troisième zone étant elle- même distante de l'enveloppe 3 et présentant une troisième épaisseur E3 diffé- rente des première et seconde épaisseurs El, E2. En réalité, il peut être utile de conformer la paroi 21, soit par essais successifs et interpolation, soit plus facilement par les méthodes traditionnelles de simu- lation informatique, de manière que des zones telles que Zl, Z2, et Z3 répon- dant aux conditions précédemment décrites apparaissent pour une pluralité de valeurs différentes du volume instantané de fluide, pour permettre à la capacité de l'invention de suivre d'aussi près que possible la loi prédéfinie devant lier la pression instantanée P au volume instantané V, telle qu'illustrée à la figure 2. Comme le montre la figure 1, des valeurs différentes peuvent en outre être at- tribuées aux épaisseurs respectives El, E2 des première et seconde zones Zi, Z2, de manière à augmenter le nombre de paramètres permettant de faire va- rier l'absorption de la capacité pour l'adapter à la loi prédéfinie par laquelle on cherche à lier la pression instantanée P au volume instantané V. Dans l'exemple illustré à la figure 1, le corps creux 2 présente une surface in- terne 23 essentiellement cylindrique au repos, la paroi 21 atteignant son épaisseur minimale Ea à une extrémité 24 du corps creux 2, opposée à l'orifice 22, et présentant à cette extrémité 24 une surface externe 25 inscrite, au re- pos, dans un cylindre de premier diamètre D1. L'enveloppe 3, en regard de l'extrémité 24 du corps creux 2, forme alors un cylindre de second diamètre D2, supérieur au premier diamètre D1. Enfin, la paroi 21, dans l'exemple illustré, atteint son épaisseur maximale Ez en une pluralité de zones intermédiaires 26 situées axialement entre l'orifice 22 et l'extrémité 24 du corps creux 2, et dans lesquelles la paroi 21 présente une surface externe inscrite, au repos, dans un cylindre de troisième diamètre D3, supérieur au second diamètre D2. Dans tous les cas, des ouvertures 32 peuvent être pratiquées dans l'enveloppe rigide 3 pour permettre l'échappement de l'air piégé entre le corps creux 2 et cette enveloppe 3. Le principe de fonctionnement de la capacité illustrée est le suivant. De façon générale, lorsqu'un certain volume de fluide hydraulique est injecté dans le corps creux 2, I'expansion de ce dernier se produit prioritairement dans les zones de la paroi 21 qui, à la fois, ne sont pas en contact avec l'enveloppe rigide 3, et présentent la plus faible épaisseur. Et par ailleurs, la résistance qu'oppose le corps creux à son expansion, expri- mée en terme d'augmentation de la pression instantanée P pour un accroisse- ment donné du volume instantané V, est une fonction croissante de l'épaisseur de la paroi 21 dans la zone o ce corps creux subit son expansion, et une fonction décroissante de la surface de la zone qui subit l'expansion. Pour les faibles valeurs du volume instantané de fluide V, c'est-à-dire pour les valeurs de ce volume qui sont peu supérieures au volume minimum Va contenu dans le corps creux au repos, tout accroissement de ce volume provoque donc l'expansion radiale et axiale de l'extrémité 24 du corps creux 2, dont l'épaisseur est minimale, et la résistance qu'oppose le corps creux à son expansion est relativement faible. Dans ces conditions, tout accroissement du volume instantané V, aux faibles valeurs de ce dernier, est associé à un faible accroissement de la pression instantanée P. Au fur et à mesure que le volume instantané V augmente, la surface de l'ex- trémité 24 qui se trouve en contact avec l'enveloppe rigide 3 augmente, de sorte que la surface de l'extrémité 24 qui peut encore être le siège d'une ex- pansion diminue, ce qui provoque une augmentation des incréments de la pression instantanée P pour des incréments constants du volume instantané V. Cette situation se traduit, sur la figure 2, par le fait que la courbe représentant la pression P en fonction du volume V présente une concavité tournée vers le haut. Lorsque le volume V atteint une valeur Vy, I'extrémité 24 du corps creux se trouve intégralement plaquée contre l'enveloppe rigide 3, le corps creux ne pouvant plus subir d'expansion que dans sa partie supérieure. Comme cette dernière présente une épaisseur supérieure à celle de l'extrémité 24, la pression P varie plus rapidement pour un même accroissement de vo- lume que pour les volumes inférieurs à Vy, cette variation dépendant de la dis- tribution des zones d'épaisseurs telles que E2, E3, Ez, conformément aux principes précédemment énoncés. 7S 2780369 REVENDICATIONS 1. Capacité hydraulique, comprenant un corps creux (2) allongé suivant un axe (1), et une enveloppe rigide (3), le corps creux (2) étant réalisé dans un maté- riau supportant une expansion élastique, à partir d'un état de repos, au moins suivant une direction radiale (R) par rapport à l'axe (1), le corps creux (2) étant défini au repos par une paroi (21) d'épaisseur comprise entre une épaisseur minimale (Ea) et une épaisseur maximale (Ez), cette paroi étant bordée par un orifice (22) fixe par rapport à l'enveloppe rigide (3), I'enveloppe rigide (3) en- tourant le corps creux (2) pour en limiter l'expansion, et cette capacité étant destinée à contenir à chaque instant un volume instantané (V) de fluide sus- ceptible d'évoluer entre un volume minimum (Va) et un volume maximum (Vz), cette capacité appliquant au volume instantané (V) de fluide une pression ins- tantanée (P) dépendant du volume instantané (V), caractérisée en ce que la paroi (21), au moins pour un premier volume instantané (V1) de fluide, est si- multanément en contact avec l'enveloppe (3) au moins par une première (Zl) et une seconde zone (Z2) de cette paroi, distantes de l'orifice (22), présentant des première et seconde épaisseurs respectives (El, E2), et séparées l'une de l'autre par une troisième zone (Z3) distante de l'enveloppe (3) et présentant une troisième épaisseur (E3) différente des première et seconde épaisseurs (El, E2). 2. Capacité hydraulique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les première et seconde épaisseurs (El, E2) sont différentes l'une de l'autre. 3. Capacité hydraulique suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le corps creux (2) présente une surface interne (23) essentiellement cylindrique au repos. 4. Capacité hydraulique suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la paroi (21) atteint son épaisseur minimale (Ea) à une extrémité (24) du corps creux (2), opposée à l'orifice (22), et présente à cette extrémité (24) une sur- face externe (25) inscrite, au repos, dans un cylindre de premier diamètre (D1). 5. Capacité hydraulique suivant la revendication 4, caractérisée en ce que l'en- veloppe (3), en regard de l'extrémité (24) du corps creux (2), forme un cylindre de second diamètre (D2), supérieur au premier diamètre (Dl). 6. Capacité hydraulique suivant la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que la paroi (21) atteint son épaisseur maximale (Ez) en une pluralité de zones in- termédiaires (26) situées axialement entre l'orifice (22) et l'extrémité (24) du corps creux (2), et dans lesquelles la paroi (21) présente une surface externe inscrite, au repos, dans un cylindre de troisième diamètre (D3), supérieur au second diamètre (D2).