Brevet FR2822918A1 — publié le 20021004

La présente invention concerne le secteur technique du contrôle à distance du gonflage et du dégonflage d'une capacité à partir d'une source de fluide gazeux sous pression relative, et elle vise plus particulièrement, le contrôle à distance de la pression de gonflage des pneumatiques de véhicules automobiles et engins tout terrain à roues à usages industriel, ou agricole, civil ou militaire. Dans les domaines d'applications préférés ci dessus, on sait qu'il est parfois utile de pouvoir contrôler à distance la pression de gonflage des pneumatiques d'un véhicule, de manière à pouvoir adapter la portance de ces derniers en fonction de l'état du sol sur lequel le véhicule se déplace. Ceci est, en particulier, le cas pour les véhicules tout terrain qui doivent pouvoir progresser dans les meilleures conditions, sur les sols durs, caillouteux, meubles qui peuvent alterner, sans que le conducteur soit obligé de s'arrêter pour modifier de façon manuelle, la pression de gonflage des différents pneumatiques. C'est également le cas pour les engins agricoles tels que tracteurs, éléments remorqués, automotrices de récolte, qui en plus des problèmes de progression en terrain meuble, doivent limiter le tassement des sols et la formation des ornières dans les champs, et assurer des transports sur route sans détérioration des pneumatiques. Ces application ne sont données qu'a titre d'exemple car, dans de nombreux domaines, il s'avère également utile, voir nécessaire, de pouvoir adapter à distance la pression de gonflage d'une capacité quelconque de confinement d'un fluide gazeux sous pression relative. Pour résoudre le problème ci dessus, la technique antérieure offre quelque solutions. Ainsi, le brevet Français 9105351 décrit une valve pneumatique pilotée comprenant une membrane entraînant une coupelle comportant un alésage et un siège de clapet, un équipage mobile de deux clapets en opposition, respectivement de gonflage et d'échappement sensible à la position de la membrane, un organe élastique agissant sur l'équipage pour maintenir le clapet de gonflage en position de fermeture sur le siège lié à la membrane, des moyens élastiques associés à la membrane pour maintenir le clapet d'échappement en position de fermeture sur un siège ménagé dans l'embase de la valve, une butée limitant la course de l'équipage en ouverture du clapet d'échappement. Le pilotage du dégonflage est assuré par une faible pression positive. Une telle valve répond pour partie à la fonction recherchée, mais présente des restrictions d'emploi. En effet la pression de pilotage positive impose une limite aux pressions minimales mesurables, et interdit son utilisation pour les plus basses pressions pratiquées sur les terrains très meubles et en particulier pour les travaux agricoles. Par ailleurs sa fabrication qui nécessite un grand nombre de pièces, est délicate et coûteuse. La technique antérieure connaît aussi une autre proposition concernant une valve pneumatique pilotée décrite dans le brevet EP-O 296 017, comprenant une membrane reliée à un clapet asservi et maintenue entre un demi-corps et une couronne rainurée délimitant avec le demi-corps une chambre de pilotage et avec la couronne rainurée une chambre d'échappement, cette dernière communiquant avec un alésage débouchant dans la capacité, la chambre de pilotage étant soumise à un circuit de pression-dépression au travers d'une tubulure, ledit clapet asservi poussant la membrane en fermeture de l'alésage et incorporant coaxialement un clapet anti-retour. Une telle valve donne satisfaction, mais présente un certain nombre d'inconvénients. Par exemple en cas de montage excentré sur la roue, ce qui est couramment imposé par la configuration du moyeu, la force centrifuge agit sur la bille du clapet anti-retour et perturbe la fermeture de celui-ci à haute vitesse, provoquant un dégonflage progressif du pneumatique. Cette valve est par ailleurs difficile à utiliser pour les véhicules de type agricole avec pressions très faibles du fait d'un manque d'étanchéité du clapet anti-retour, les forces d'appui dépendant de la pression retenue dans la capacité ne suffisant pas à parfaire le contact entre la bille et le siège du clapet. La présente invention vise à résoudre les inconvénients précédemment cités en fournissant un dispositif simple et peu onéreux, parfaitement fiable et utilisable dans une large plage de pression et de vitesse. L'invention a donc pour objet une valve pneumatique pilotée, destinée à la commande à distance du gonflage et dégonflage d'une capacité, comprenant une membrane maintenue entre un corps et un couvercle et délimitant une chambre de pilotage coté couvercle et une chambre d'échappement coté corps, cette dernière pouvant être mise en communication suivant la position de la membrane imposée par la pression de pilotage d'une part avec un conduit normalement obturé par un clapet au repos, et débouchant dans la capacité pour le dégonflage, et d'autre part isolé de l'atmosphère par une collerette tubulaire qui autorise en même temps un passage du fluide gazeuxentre la chambre de pilotage et la capacité pour le gonflage. Selon une caractéristique, la valve comprend des leviers entraînés par une coupelle liée à la membrane, les dit leviers prenant appui sur une partie fixe du couvercle ou du corps, et provoquant l'inversion du sens de l'effort fourni par la membrane lors de l'application d'une dépression, permettant ainsi d'assurer l'ouverture du clapet d'isolement de la capacité aussi bien sous l'action d'une pression de pilotage positive que d'une pression de pilotage négative par rapport à la pression ambiante. Selon encore une caractéristique, les leviers sont fixés sur un anneau qui les maintient en position. Dans une disposition constructive particulière, l'anneau sur lequel sont fixés les leviers est constitué par une rondelle conique. Avantageusement, les leviers sont au nombre de deux disposés symétriquement et font partie de la rondelle conique. Selon une autre caractéristique, la partie fixe sur laquelle prend appui les leviers comporte une bague d'étanchéité pouvant venir obturer le conduit annulaire mettant en relation la chambre de pilotage avec la chambre d'échappement. Selon encore une caractéristique, l'extrémité des leviers agit sur une tige de commande du clapet d'échappement comportant un plateau de manoeuvre, et l'orientation des leviers par rapport à la surface du plateau de manoeuvre est telle en début de course de dégonflage, que l'on obtient un rapport de bras de levier élevé permettant de limiter la valeur de la dépression maximale nécessaire à l'ouverture du clapet alors qu'en fin de course de dégonflage, le rapport de bras diminuant, le déplacement du clapet est augmenté pour obtenir une section de passage importante. Selon encore une caractéristique, la tige de commande assure le guidage du clapet. L'invention a encore pour objet une installation de commande à distance de gonflage et de dégonflage d'une ou plusieurs capacités, comprenant pour chaque capacité une seule canalisation reliant la chambre de pilotage à deux dérivations, menant respectivement, soit à une source de fluide sous pression, soit à une source de dépression, ladite canalisation pouvant être mise en communication également avec un moyen de mesure de pression et une ligne de purge menant à l'air libre. Un avantage de la valve selon l'invention réside dans la possibilité de pouvoir contrôler, en toute sécurité, de très faibles valeurs de pression, par exemple jusqu'à 2x104 Pa. Un autre avantage réside dans l'aptitude à fonctionner a haute vitesse sur véhicule, même dans le cas de montage en position excentré sur les roues. Un autre avantage encore, réside dans l'aptitude à équilibrer facilement les pressions de deux ou plusieurs capacités disposant chacune d'une ou plusieurs valves et pilotées à partir d'une seule canalisation. Divers autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés, qui montrent à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. - La fig. 1 est une vue schématique d'un exemple d'application de l'objet de l'invention. - La fig. 2 est une coupe élévation montrant la valve conforme à l'invention selon un premier mode de réalisation. - Les fig. 3 et 4, sont des coupes illustrant, deux phases particulières de fonctionnement de ce premier mode de réalisation. - La fig. 5 est une vue partielle montrant la forme des leviers et leurs attachement à la rondelle conique. - La fig. 6 est une coupe élévation, analogue à la fig. 2, illustrant un autre mode de réalisation. On à représenté sur la fig. 1 une valve pneumatique selon l'invention, désignée par la référence (1), appliquée au contrôle de la pression d'un pneumatique (2) représenté partiellement et monté sur une roue d'un véhicule automobile non représenté. La valve 1 fixée en position excentrée sur le disque de roue est raccordée au pneumatique par une conduite (3), et à une installation de pilotage et contrôle comportant une source de pression-dépression par une canalisation (4) en rotation avec la roue, un joint tournant (5), un circuit (6) fixé sur les essieux ou le châssis du véhicule. Le circuit (6) est susceptible d'être mis en relation par l'intermédiaire d'un robinet d'isolement (7), avec une source (8) de fourniture de fluide sous pression. Le circuit (6) peut également être mis en relation avec une source de dépression (9). A titre illustratif, la source de fluide sous pression pourra être un réservoir d'air comprimé (10), lui même alimenté par un compresseur non représenté, et la source de dépression sera par exemple, une trompe à vide type Venturi (11) susceptible d'être alimenté par la source de pression (8) au moyen d'une canalisation (12) contrôlée par un robinet d'isolement (13), alors qu'un autre robinet d'isolement (14) permet de mettre en relation le circuit (6) avec la dépression générée par le venturi. La ligne de purge nécessaire pour assurer l'isolement de la capacité, et la mise hors pression du joint tournant (5), peut avantageusement être réalisée par l'ouverture du robinet (14), les robinets (7) et (13) étant fermés. Le circuit de pilotage peut agir sur plusieurs capacités, alternativement ou simultanément ; le conduit (6) se subdivise alors en autant de branches qu'il y à de capacités à piloter, chaque branche pouvant être isolée et mise à l'air libre par un robinet trois voies 16,16 bis, 16 ter... Le dispositif 1 comprend selon la fig. 2, une membrane (17) pincée entre un corps (18) et un couvercle (19). la membrane (17) permet de délimiter avec le couvercle (19) une cavité (20) appelée chambre de pilotage, et avec le corps (18) une autre cavité (21) appelée chambre d'échappement. la cavité (20) communique par deux perçages inclinés (22) et un puit (23) avec le conduit (6), tandis que la capacité (21) peut communiquer d'une part avec l'atmosphère par les orifices (24), d'autre part avec la capacité (2) par le conduit (25). L'assemblage de la membrane (17) avec le corps (18) et le couvercle (19) peut être assuré par tout moyen convenable, tel que vissage, sertissage, soudage. De préférence, le dispositif est réalisé de manière à se présenter sous la forme d'un corps de révolution ayant un axe principal x-x'ce qui facilite la réalisation des pièces constitutives par décolletage. Le dispositif comprend par ailleurs un embase (26) pourvu d'un puit (27) dans lequel est logé un clapet (28) de forme préférentiellement tronconique, venant avec le concours d'un élément élastique (29) en fermeture du conduit (25). le clapet (28) est prolongé par une tige de poussée (30) elle même munie d'un plateau (31) sur lequel viennent prendre appui des leviers (32). La membrane (17) comporte attachée en son centre une coupelle (33), montée étanche sur la membrane par tout moyen convenable, et par exemple par une bague (34) pressée et sertie sur la coupelle. La coupelle (33) dispose d'un alésage (35) prolongé du coté de la chambre (20) par un col conique (36), et du coté de la chambre (21) par une collerette (37). La coupelle (33) comporte par ailleurs à l'intérieur de l'alésage (35), une gorge (38) dans laquelle vient se loger un anneau (32a) auquel est attaché l'extrémité des leviers (32). Le couvercle (19) comporte une protubérance (39) s'avançant à l'intérieur de l'alésage (35), et ménageant avec celui ci un conduit annulaire. Cette protubérance est munie à un niveau bien déterminé d'une bague d'étanchéité (40) dont le diamètre extérieur est adapté à l'alésage (35). Cette protubérance est également percée en son centre d'un trou borgne (41) apte à recevoir l'extrémité de la tige de poussée (30). Dans la position telle qu'illustrée par la fig. 2, position dite de repos, la pression relative de pilotage est nulle, c'est à dire que le circuit (6) est mis à l'air libre, les robinets (7) et (13) étant fermés, les robinets (14) et (16) ouverts. Le clapet (28) ferme le conduit (25) par l'action de l'organe élastique (27), la coupelle (36) attachée à la membrane (17) est en position médiane entre le corps (18) et le couvercle (19) ; sous l'action de l'élasticité propre de la membrane, et des leviers (32) maintenus entre le plateau de manoeuvre (31) et la protubérance (39), la lèvre de la bague d'étanchéité (40) se trouve sur l'alésage (35), à l'amorce du col tronconique (36) Le dispositif établit, dans cette position, une fermeture étanche entre la capacité (2) et le milieu ambiant. En cas de rupture de la canalisation de pilotage pendant une phase de gonflage, de dégonflage, ou de mesure, la chambre de pilotage (20) se retrouve mis à l'air libre, et l'isolement de la capacité (2) est ainsi assuré comme décrit ci-dessus. lorsqu'il s'agit de gonfler la capacité (2), les robinets (13) et (14) sont fermés, les robinets (13) et (16) sont ouverts. Dans ces conditions, la pression s'élève rapidement dans la chambre (20) jusqu'à une valeur suffisante pour provoquer la déformation de la membrane (17) et le déplacement de la coupelle (33) en direction du corps de valve (18). Ainsi, tel que cela ressort de la fig. 3, la pression du fluide venant de la source (10) provoque simultanément l'appui de la collerette (37) sur le fond du corps de valve (18), isolant alors les orifices d'échappement (24) ; et l'ouverture du clapet (28), grâce à l'entraînement direct de la tige de poussée (30) par les leviers (32) appuyant sans basculer, sur l'extérieur du plateau (31). Par ailleurs, la bague d'étanchéité (40) s'éloigne du col (36), permettant de la sorte au fluide sous pression de passer avec une perte de charge réduite de la chambre de pilotage (20) à la capacité (2) en transitant successivement par le conduit annulaire ménagé entre l'alésage (35) et la protubérance (39), l'intérieur de la collerette (37) et le conduit (25). Pour mesurer la pression dans la capacité (2), il suffit au cours d'une opération de gonflage, ou après un début de gonflage tel que décrit ci-dessus, de fermer le robinet (7) pour que la pression s'équilibre entre la capacité (2) et la conduite (6) du fait de l'arrêt du débit du fluide et des pertes de charge correspondantes. La pression peut alors être lue sur le manomètre (15) ou enregistrée pour traitement avec tout autre moyen de mesure approprié. L'arrêt d'une opération de gonflage, se réalise en fermant le robinet (8), et en ouvrant le robinet (14). La pression relative s'annule alors dans la chambre de pilotage, la membrane reprend sa position de repos, et le moyen élastique (27) repousse simultanément le clapet (28) en fermeture du conduit (25). la pression provenant de la capacité (2) conforte par ailleurs la fermeture et l'étanchéité de ce clapet. Pour dégonfler la capacité (2), le robinet (7) est fermé, les robinets (13), (14), et (16) sont ouverts. La dépression générée à partir de la trompe à vide (11) se transmet jusqu'à la chambre de pilotage (20), la membrane (17) se déforme et entraîne le déplacement de la coupelle (33) en direction du couvercle (19) jusqu'à venir en butée contre celui-ci. Tel qu'il ressort sur la fig. 4, le déplacement de la coupelle (33) provoque la mise en appui des leviers (32) sur l'extérieur de la protubérance (39) sensiblement au niveau du milieu des dits leviers, provoquant le basculement de ceux-ci. Les extrémités libres des leviers (32) viennent alors en contact avec le bord de la collerette (37), et entraîne la tige de poussée (30) en ouverture du clapet (28). Lors du déplacement de la coupelle (33), la bague d'étanchéité (40) reste en contact avec l'alésage (35), et obture le conduit annulaire ménagé avec la protubérance (39) pour maintenir la dépression dans la chambre de pilotage (20), et isoler celle-ci de la chambre d'échappement (21). Ainsi, la capacité (2) est mise en relation avec l'atmosphère par la chambre (21) et les orifices (24) ; la collerette (37) s'éloignant du fond du corps (18) assure une section de passage importante entre le conduit (25) et la chambre (21) pour obtenir un dégonflage très rapide. Par ailleurs, la forme profilée du dessous du plateau de manoeuvre (31) favorise l'écoulement du fluide en limitant les turbulences et le bruit généré à échappement. L'arrêt du dégonflage est obtenu par la fermeture du robinet (13), le conduit (6) et la chambre de pilotage (20) se retrouvent alors soumis à une pression relative nulle ; le moyen élastique repousse le clapet (28) en fermeture et oblige la tige de poussée (30), les leviers (32), et la coupelle (33) à revenir en position de repos. Sur la fig. 5, on a représenté une vue de dessus d'une forme de réalisation des leviers (32) préférentiellement au nombre de deux, attachés à une rondelle conique (42), qui présente l'avantage de maintenir les leviers dans une position privilégiée au repos et d'obtenir un effet ressort avec courbe en ensellement. Par ce fait, le rappel en position de repos après dégonflage est améliorée, tout en minimisant la valeur de la dépression nécessaire à l'ouverture du clapet (28). Une variante de réalisation du dispositif 1 est représentée à la fig. 6, selon laquelle la protubérance (39) n'est plus liée au couvercle (19), mais au corps (18) par deux pieds (43). Selon une variante non illustrée, les leviers (32) peuvent être attachés sur la protubérance (39) par des axes d'articulation, les extrémités extérieures des leviers sont alors libres dans la gorge (38), et non reliées à un anneau L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre ; en particulier, les leviers peuvent être placés dans la chambre de pilotage, être actionnés par la rondelle (34), et agir sur une tige de poussée intermédiaire appuyant sur la plateau de manoeuvre, l'ouverture du clapet (28) en gonflage est alors obtenue par l'action de doigts intégrés à la coupelle, débordant de l'alésage (35), et appuyant directement sur le plateau de manoeuvre (31). REVENDICATIONS 1) Valve pneumatique pilotée, destinée à la commande à distance du gonflage et du dégonflage d'une capacité (2), comprenant une membrane (17), maintenue entre un corps de vanne (18) comportant des orifices (24) et un couvercle (19) ; et délimitant d'une part avec le couvercle (19) une chambre de pilotage (20) et d'autre part avec le corps (18) une chambre d'échappement (21), cette dernière pouvant être mise en relation avec la capacité (2) en même temps qu'elle est isolée de la chambre de pilotage (20), la chambre de pilotage (20) pouvant également être mise en relation avec la capacité (2) en fermant l'échappement, caractérisée en ce qu'elle comporte des leviers (32) prenant appui sur une partie fixe du couvercle (19) ou du corps (18), qui inversent le sens de l'effort fourni par la membrane (17) lors de l'application d'une dépression et assure l'ouverture du clapet (28) aussi bien sous l'action d'une pression de pilotage positive que d'une pression de pilotage négative par rapport à la pression ambiante. 2) Valve pneumatique pilotée selon la revendication 1, caractérisée en ce que le point d'appui des leviers (32) se présente sous la forme d'une protubérance (39) s'avançant à l'intérieur d'un alésage (35) et ménage avec celui-ci un conduit annulaire. 3) Valve pneumatique pilotée selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la protubérance (39) porte une bague d'étanchéité (40) disposée de façon à obturer le conduit annulaire compris entre l'alésage (35) et la protubérance (39) lors du pilotage sous pression relative négative. 4) Valve pneumatique pilotée selon la revendication 1, caractérisée en ce que les leviers (32) sont liés à un anneau (32a) logé dans une gorge (38) de la coupelle (33). 5) Valve pneumatique pilotée selon la revendication 1 et 4, caractérisée en ce que l'anneau (32a) est de la forme rondelle conique (42). 6) Valve pneumatique pilotée selon la revendication 1, 4, et 5 caractérisée en ce que les leviers (32) font partie de la rondelle conique (42). 7) Valve pneumatique pilotée selon la revendication 1, caractérisée en ce que les leviers (32) agissent sur une tige de poussée (31) comportant un plateau de manoeuvre (30). 8) Valve pneumatique pilotée selon la revendication 1 et 7, caractérisée en ce que l'orientation des leviers (32) en appui sur le plateau de manoeuvre (31) en début de course de dégonflage procure un rapport de bras de levier élevé. 9) Valve pneumatique pilotée selon les revendications 1 et 7, caractérisée en ce que la tige de poussée (30) est maintenue guidée sur son axe par un perçage (41) ménagée dans la protubérance (39) 10) Valve pneumatique pilotée selon les revendications 1,2, et 3 caractérisée en ce que en phase de gonflage ou de mesure, la position de la bague d'étanchéité (40) par rapport au col tronconique (36) de la coupelle (33) offre une résistance réduite au passage du fluide. 11) Installation de commande à distance du gonflage et du dégonflage d'une capacité (2) comprenant une canalisation (6) pouvant être mis en relation par l'intermédiaire de robinets ou de vannes à commande sélective avec une source de pressiondépression, et un moyen de mesure de pression (15), caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une valve pilotée suivant l'une quelconque des revendications précédentes.