Brevet FR2844844A1 — publié le 20040326

ACCUMULATEUR HYDRAULIQUE DU TYPE A SOUFFLET ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Domaine de l'invention: La présente invention se rapporte à un accumulateur hydraulique du type à soufflet permettant d'absorber une composante de pulsation à partir d'un liquide mis sous pression. Description de la technique apparentée: Un accumulateur hydraulique classique du type décrit 10 comprend une enveloppe qui définit un espace de pression, une unité de soufflet qui peut être étendue et contractée et qui est disposée à l'intérieur de l'espace de pression, et un support qui comporte un orifice de communication et qui est disposé à l'intérieur de l'unité de soufflet. Une première extrémité de 15 l'unité de soufflet est fixée de façon ferme à une première paroi d'extrémité de l'enveloppe de manière à diviser l'espace de pression en une chambre extérieure servant de chambre de gaz, dans laquelle un gaz mis sous pression est enfermé, et une chambre intérieure servant de chambre de liquide communiquant 20 avec un orifice d'entrée/sortie de liquide formé dans la paroi d'extrémité de l'enveloppe. Le support est disposé dans la chambre de liquide de manière à limiter le degré de contraction de l'unité de soufflet et à diviser la chambre de liquide en une chambre de liquide à volume fixe présentant un volume fixe et 25 une chambre de liquide à volume variable dont le volume est variable et qui communique avec la chambre de liquide à volume fixe par l'intermédiaire de l'orifice de communication (se reporter par exemple à la demande de brevet japonais mise à la disposition du public (kokai) NO 2001-116 003). L'accumulateur hydraulique du type à soufflet classique décrit ci-dessus fonctionne de la façon suivante. Le liquide mis sous pression évacué d'une pompe et contenant une composante de pulsation qui provoquera une vibration et du bruit, s'écoule dans l'accumulateur par l'orifice d'entrée/sortie de liquide 35 formé dans la paroi d'extrémité de l'enveloppe. Dans l'accumulateur, le liquide mis sous pression s'écoule depuis la chambre de liquide à volume fixe formée entre l'enveloppe et le support vers la chambre de liquide à volume variable formée entre l'unité de soufflet et le support par l'intermédiaire de 40 l'orifice de communication du support. Le liquide mis sous pression ayant circulé dans la chambre de liquide à volume variable s'écoule vers la chambre de liquide à volume fixe de l'orifice de communication du support et s'écoule ensuite vers l'extérieur de l'accumulateur de l'orifice d'entrée/sortie de 5 liquide formé dans la paroi d'extrémité de l'enveloppe. De ce fait, le liquide mis sous pression évacué de la pompe et contenant une composante de pulsation s'écoule difficilement dans la chambre de liquide à volume variable de l'accumulateur et de ce fait l'accumulateur peut ne pas réussir à absorber 10 efficacement la composante de pulsation du liquide mis sous pression évacué de la pompe, laquelle composante est une cause de génération de vibration et de bruit. RESUME DE L'INVENTION Au vu des problèmes décrits ci-dessus, un but de la présente 15 invention consiste à réaliser un accumulateur hydraulique qui peut absorber de façon efficace une composante de pulsation du liquide mis sous pression évacué d'une pompe, laquelle composante provoquerait autrement la génération de vibration et de bruit. De manière à obtenir le but ci-dessus, la présente invention réalise un accumulateur hydraulique du type à soufflet comprenant une enveloppe qui définit un espace de pression et une unité de soufflet capable de s'étendre et de se contracter et disposée à l'intérieur de l'espace de pression. Une première 25 extrémité de l'unité de soufflet est fixée de façon ferme à une paroi d'extrémité de l'enveloppe de manière à diviser l'espace de pression en une chambre à l'extérieur servant de chambre de gaz, dans laquelle un gaz mis sous pression est enfermé, et une chambre intérieure servant de chambre de liquide communiquant 30 avec un orifice d'entrée/sortie de liquide formé dans la paroi d'extrémité de l'enveloppe. L'accumulateur hydraulique du type à soufflet comprend en outre un support qui comporte un orifice de communication formé dans celui-ci et qui est disposé à l'intérieur de l'unité de soufflet de manière à limiter le degré 35 de contraction de l'unité de soufflet et à diviser la chambre de liquide en une chambre de liquide à volume fixe comportant un volume fixe et une chambre de liquide à-volume variable dont le volume est variable et qui communique avec la chambre de liquide à volume fixe par l'intermédiaire de l'orifice de communication. 40 Un conduit est inséré dans l'orifice d'entrée/sortie de liquide de manière à former un passage d'entrée d'écoulement à l'intérieur du conduit et un passage de sortie d'écoulement à l'extérieur du conduit. Une extrémité de bout du conduit est située à l'intérieur de l'orifice de communication du support, 5 un espace libre radial prédéterminé étant formé entre l'extrémité de bout et une surface de paroi de l'orifice de communication, pour permettre ainsi au liquide mis sous pression d'être fourni à la chambre de liquide à volume variable depuis l'extrémité de bout du conduit et d'être évacué depuis la 10 chambre de liquide à volume variable vers la chambre de liquide à volume fixe par l'intermédiaire de l'espace libre radial. Dans l'accumulateur hydraulique du type à soufflet de la présente invention, le liquide mis sous pression est fourni à la chambre de liquide à volume variable depuis l'extrémité de bout 15 du conduit inséré dans l'orifice de communication du support, et est évacué de la chambre de liquide à volume variable vers la chambre de liquide à volume fixe par l'espace libre radial formé entre le conduit et la surface de paroi de l'orifice de communication. De ce fait, le liquide mis sous pression évacué à 20 partir d'une pompe et contenant une composante de pulsation s'écoule régulièrement dans la chambre de liquide à volume variable de l'accumulateur et s'écoule régulièrement hors de celle-ci, d'o il résulte que la composante de pulsation du liquide mis sous pression évacué de la pompe, laquelle 25 composante provoquerait autrement la génération de vibration et de bruit, est efficacement absorbée par l'extension et de la contraction de l'unité de soufflet. De préférence, la distance entre l'extrémité de l'orifice de communication dirigé vers la chambre de liquide à volume 30 variable et une surface d'extrémité de bout du conduit est réglée de 0 à 1,5 mm. Dans ce cas, comme cela est évident d'après les résultats d'une mesure de vibration représentée sur la figure 4, la composante de pulsation du liquide mis sous pression est assez efficacement absorbée par l'extension et la 35 contraction du soufflet, d'o il résulte que la vibration qui est provoquée par la composante de pulsation du liquide mis sous pression peut être remarquablement réduite. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS On se rendra facilement compte de divers autres buts, 40 caractéristiques et de nombreux avantages concomitants de la présente invention lorsque celle-ci sera mieux comprise en faisant référence à la description détaillée qui suit du mode de réalisation préféré lors d'une considération en liaison avec les dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est un schéma représentant un circuit hydraulique qui comprend un accumulateur hydraulique du type à soufflet conforme à un mode de réalisation de la présente invention, La figure 2 est une vue en coupe transversale agrandie de 10 l'accumulateur hydraulique de la figure 1, La figure 3 est une vue en coupe transversale agrandie d'une partie principale de l'accumulateur hydraulique de la figure 2, et La figure 4 est un graphe représentant les résultats de 15 mesure de vibration (la relation entre la distance D représentée sur la figure 2 et la vibration provenant d'une composante de pulsation du liquide actif mis sous pression). DESCRIPTION DU MODE DE REALISATION PREFERE Un mode de réalisation préféré de la présente invention sera 20 à présent décrit en faisant référence aux dessins, les figures 1 et 2 représentent un circuit hydraulique de' frein d'une automobile qui comprend un accumulateur hydraulique du type à soufflet A conforme à la présente invention. Dans le circuit hydraulique de frein, un liquide actif mis sous pression 25 provenant d'une pompe hydraulique P entraînée par un moteur électrique M est accumulé dans l'accumulateur A par une soupape de retenue V, et est ensuite appliqué à un servofrein hydraulique H/B, qui 'fonctionne en réponse à l'enfoncement d'une pédale de frein BP et est utilisé pour produire une pression 30 d'assistance pour un maîtrecylindre M/C. Notamment, la partie inutile du liquide actif fournie au servofrein hydraulique H/B est amenée à revenir vers un réservoir R. Dans le circuit hydraulique de frein, la pompe hydraulique P est reliée au réservoir R et le maître-cylindre M/C est relié au 35 réservoir R et à un cylindre de roue W/C. L'attaque du moteur électrique M est commandée au moyen d'une unité de commande électrique ECU conformément à un signal provenant d'un capteur de pression PS qui détecte la pression du liquide actif mis sous pression accumulé dans l'accumulateur A lorsque le commutateur 40 de contact se trouve à l'état ACTIF. En particulier, l'attaque du moteur électrique M est arrêtée lorsque la pression du liquide actif mis sous pression atteint une pression d'arrêt de pompe et est reprise lorsque la pression du liquide actif mis sous pression chute à une pression de mise en marche de pompe. L'accumulateur A est un accumulateur hydraulique du type à soufflet métallique tel que représenté sur la figure 2, lequel fonctionne (un soufflet 12 s'étend) lorsque la pression du liquide actif fourni à une chambre de liquide actif R2 atteint une pression préétablie (une pression inférieure à la pression 10 de mise en marche de pompe décrite ci-dessus mais légèrement supérieure à la pression de gaz à l'intérieur d'une chambre de gaz Ri telle que mesurée dans l'état représenté sur la figure 2). L'accumulateur A comprend une enveloppe il qui forme un espace de pression Ro, et une unité de soufflet 12 qui est 15 disposée à l'intérieur de l'espace de pression Ro et qui peut être étendue et contractée. L'enveloppe 11 est constituée par des moitiés d'enveloppe supérieure et inférieure qui sont réunies dans un état d'étanchéité aux liquides. Un bouchon 13 est adapté d'une 20 manière étanche à l'air dans un orifice de remplissage de gaz liai formé dans une paroi d'extrémité supérieure lla de l'enveloppe 11. En outre, une partie cylindrique llc est formée sur une paroi d'extrémité inférieure llb de l'enveloppe 11 de telle manière que la partie cylindrique llc s'étend vers le bas 25 depuis la paroi d'extrémité inférieure llb. La partie cylindrique lic comporte une gorge de fixation de joint torique l1cl et une partie de vis mâle de fixation llc2 formées sur sa circonférence extérieure. Après qu'un joint torique 19 est introduit dans la gorge de fixation de joint torique llcl, la 30 partie de vis mâle de fixation llc2 de la partie cylindrique llc est vissée dans une partie de vis femelle 21a d'un corps de pompe 21, qui sert d'élément de support, d'o il résulte que l'accumulateur A est monté de façon amovible sur le corps de pompe 21. L'unité de soufflet 12 est constituée d'une partie de soufflet tubulaire cylindrique 12a qui est constituée d'un métal et qui s'étend et se contracte principalement dans une direction axiale, et d'une plaque mobile 12b qui est constituée d'un métal et qui est reliée d'une manière étanche à l'air et aux liquides 40 à une extrémité supérieure de la partie de soufflet 12a. L'extrémité inférieure de la paroi de soufflet 12a est fixée d'une manière étanche à l'air et aux des liquides à la paroi d'extrémité inférieure llb de l'enveloppe 11. Donc, l'espace de pression Ro est divisé ou bien sectionné en une chambre 5 extérieure servant de chambre de gaz Ri dans laquelle un gaz mis sous pression d'une pression préétablie est enfermé, et une chambre intérieure servant de chambre de liquide actif R2 qui communique avec un orifice d'entrée de liquide Pi et un orifice de sortie de liquide Po. En outre, un support 14 et un conduit 10 15 sont disposés à l'intérieur de l'unité de soufflet 12 c'està-dire à l'intérieur de la chambre de liquide actif R2. Le support 14 est conçu pour diviser ou sectionner la chambre de liquide actif R2 en une chambre de liquide à volume variable R2a dont le volume est variable et une chambre de 15 liquide à volume fixe R2b ayant un volume fixe, et pour limiter le degré de contraction de l'unité de soufflet 12. Le support 14 comporte une partie de paroi cylindrique 14a qui est fixée de façon étanche aux liquides à l'extrémité de paroi inférieure llb de l'enveloppe 11, et une partie de paroi d'extrémité supérieure 20 14b formée de façon solidaire au niveau de l'extrémité supérieure de la partie de paroi cylindrique 14a. En outre, un orifice de communication 14bl est formé dans la partie de paroi d'extrémité supérieure 14b du support 14 de manière à établir une communication entre la chambre de liquide à volume variable 25 R2a et la chambre de liquide à volume fixe R2b. Le conduit 15 est disposé de façon coaxiale dans la partie cylindrique lic de l'enveloppe 1l pour traverser la partie cylindrique llc. Le conduit 15 est relié et fixé, au niveau de son extrémité inférieure, à une partie de formation de passage 30 d'entrée d'écoulement (non représentée) du corps de pompe 21, afin de former ainsi un passage d'entrée d'écoulement Si à l'intérieur du conduit 15 et un passage de sortie d'écoulement So à l'extérieur du conduit 15. Une partie d'extrémité inférieure du passage d'entrée d'écoulement Si communique avec 35 l'orifice d'entrée de liquide Pi, de sorte que le liquide actif mis sous pression appliqué depuis la pompe hydraulique P et contenant une composante de pulsation est appliqué au passage d'entrée d'écoulement Si. Une partie d'extrémité inférieure du passage de sortie d'écoulement So communique avec l'orifice de 40 sortie de liquide Po, de sorte que le liquide actif mis sous pression à l'intérieur de la chambre de liquide à volume fixe R2b est appliqué au servofrein hydraulique H/B. Comme représenté sur les figures 2 et 3, une extrémité de bout (extrémité supérieure) du conduit 15 est insérée dans 5 l'orifice de communication 14bl du support 14, un espace libre radial prédéterminé étant formé entre l'extrémité de bout et une surface de paroi de l'orifice de communication 14bl, afin de permettre ainsi que le liquide mis sous pression soit appliqué à la chambre de liquide à volume variable R2a depuis l'extrémité 10 de bout du conduit 15 et soit évacué depuis la chambre de liquide à volume variable R2a vers la chambre de liquide à volume fixe R2b par l'intermédiaire de l'espace libre radial. Dans le présent mode de réalisation, un élément d'étanchéité annulaire 12c est attaché de façon fixe à une surface inférieure 15 de la plaque mobile 12b de l'unité de soufflet 12. L'élément d'étanchéité 12c peut reposer sur la paroi d'extrémité supérieure 14b du support 14 et s'en séparer. Lorsque l'élément d'étanchéité 12b repose sur la paroi d'extrémité supérieure 14b, l'élément d'étanchéité 12c scelle le liquide actif à l'intérieur 20 de la chambre de liquide à volume variable R2a, afin d'empêcher ainsi une déformation par contraction en excès de l'unité de soufflet 12. Lorsque l'élément d'étanchéité 12c se sépare de la paroi d'extrémité supérieure 14b, l'élément d'étanchéité 12c amène le liquide actif à s'écouler entre la chambre de liquide à 25 volume variable R2a et la chambre de liquide à volume fixe R2b par l'intermédiaire de l'orifice de communication 14b1 réalisé dans la partie de paroi d'extrémité supérieure 14b du support 14. Le circuit hydraulique ainsi conçu du présent mode de 30 réalisation fonctionne de la façon suivante. Lorsqu'un commutateur de contact est activé dans un état o la chambre de liquide actif R2 de l'accumulateur A prend l'état représenté sur la figure 2 (l'état dans lequel la pression du liquide actif à l'intérieur de la chambre de liquide à volume fixe R2b est 35 inférieure à la pression de gaz à l'intérieur de la chambre de gaz Rl telle que mesurée dans l'état représenté sur la figure 2), la pompe hydraulique P est attaquée par le moteur électrique M et le liquide actif pompé depuis le réservoir R est appliqué à la chambre de liquide actif R2 de l'accumulateur A par 40 l'intermédiaire de la soupape de retenue V d'o il résulte que le liquide actif est accumulé à l'intérieur de la chambre de liquide R2. A cet instant, lorsque le liquide actif mis sous pression est accumulé à l'intérieur de la chambre de liquide actif R2 de 5 l'accumulateur A, la plaque mobile 12b se déplace vers le haut vers la position indiquée par une ligne imaginaire sur la figure 2, et la partie de soufflet 12b de l'unité de soufflet 12 s'étend. Lorsque la pression à l'intérieur de la chambre de liquide actif R2 atteint la pression d'arrêt de pompe, l'attaque 10 de la pompe hydraulique P par le moteur électrique M est arrêtée. Lorsque la pression à l'intérieur de la chambre de liquide actif R2 chute à la pression de mise en marche de pompe en raison de l'alimentation du liquide actif mis sous pression vers le servofrein hydraulique H/B ou de la fuite du liquide 15 actif mis sous pression par la soupape de retenue V, l'attaque de la pompe hydraulique P par le moteur électrique M est reprise, et le liquide actif mis sous pression est de nouveau accumulé dans la chambre de liquide actif R2 de l'accumulateur A par la soupape de retenue V. Dans l'accumulateur A du présent mode de réalisation, le liquide actif mis sous pression est appliqué à la chambre de liquide à volume variable R2a depuis l'extrémité de bout du conduit 15 inséré dans l'orifice de communication 14bl du support 14, et est évacué depuis la chambre de liquide à volume 25 variable R2a vers la chambre de liquide à volume fixe R2b par l'intermédiaire de l'espace libre radial formé entre le conduit 15 et la surface de paroi de l'orifice de communication 14bl. De ce fait, le liquide actif mis sous pression évacué de la pompe P et contenant une composante de pulsation s'écoule régulièrement 30 dans la chambre de liquide à volume variable R2a de l'accumulateur A et s'écoule régulièrement hors de celle-ci, d'o il résulte que la composante de pulsation du liquide actif mis sous pression évacué de la pompe P, laquelle composante provoquerait autrement la génération de vibration et de bruit, 35 est efficacement absorbée par l'extension et la contraction de l'unité de soufflet 12. Dans le cas o la distance D (se reporter à la figure 3) entre l'extrémité de l'orifice de communication 14bl du support 14 dirigé vers la chambre de liquide à volume variable et une 40 surface d'extrémité de bout du conduit 15 est réglée de 0 à 1,5 mm, comme cela est évident d'après les résultats d'une mesure de vibration représentée sur la figure 4 (la vibration du maître-cylindre MC est mesurée), la composante de pulsation du liquide actif mis sous pression est assez efficacement absorbée 5 par l'extension et la contraction de l'unité de soufflet 12, d'o il résulte que la vibration qui est provoquée par la composante de pulsation du liquide actif mis sous pression, peut être remarquablement réduite. Les résultats de la mesure de vibration représentés sur la 10 sur figure 4 concernent le cas o l'épaisseur T de la paroi d'extrémité supérieure 14b du support 14 est de 2,5 mm, le diamètre de l'orifice de communication 14bl est 10,5 mm, le diamètre extérieur du conduit 15 est de 15,5 mm et le diamètre intérieur du conduit 15 est de 3 mm. Cependant, les présents 15 inventeurs ont confirmé que même lorsque l'épaisseur T est supérieure à 2,5 mm, des résultats similaires sont obtenus (lorsque la distance D est réglée de O à 1,5 mm, la vibration qui est provoquée par la composante de pulsation du liquide actif mis sous pression diminue nettement). Evidemment, de nombreuses modifications et variantes de la présente invention sont possibles à la lumière des enseignements cidessus. Il doit de ce fait être compris qu'à l'intérieur de la portée des revendications annexées, la présente invention peut être mise en pratique d'une autre façon que celle 25 particulièrement décrite ici. REVENDICATIONS 1. Accumulateur hydraulique du type à soufflet comprenant une enveloppe qui définit un espace de pression, une. unité de soufflet capable de s'étendre et de se contracter et disposée à l'intérieur de l'espace de pression, une première extrémité de l'unité de soufflet étant attachée de façon fixe à une première paroi d'extrémité de l'enveloppe de manière à diviser l'espace de pression en une chambre extérieure 10 servant de chambre de gaz, dans laquelle un gaz mis sous pression est enfermé, et une chambre intérieure servant de chambre de liquide communiquant avec l'orifice d'entrée/sortie de liquide formé dans la paroi d'extrémité de l'enveloppe, un support comportant un orifice de communication formé dans 15 celui-ci et disposé à l'intérieur de l'unité de soufflet de manière à limiter le degré de contraction de l'unité de soufflet et à diviser la chambre de liquide en une chambre de liquide à volume fixe contenant un volume fixe et une chambre de liquide à volume variable dont le volume est variable et qui communique 20 avec la chambre de liquide à volume fixe par l'intermédiaire de l'orifice de communication, et un tuyau inséré dans l'orifice d'entrée/sortie de liquide de manière à former un passage d'entrée d'écoulement à l'intérieur du conduit et un passage de sortie d'écoulement à l'extérieur du 25 conduit, une extrémité de bout du conduit étant située à l'intérieur de l'orifice de communication du support, un espace libre radial prédéterminé étant formé entre l'extrémité de bout et une surface de paroi de l'orifice de communication, afin de permettre ainsi au liquide mis sous pression d'être fourni à la 30 chambre de liquide à volume variable depuis l'extrémité de bout du conduit et d'être évacué de la chambre de liquide à volume variable vers la chambre de liquide à volume fixe par l'espace libre radial. 2. Accumulateur hydraulique du type à soufflet selon la revendication 1, dans lequel la distance entre l'extrémité de l'orifice de communication dirigé vers la chambre de liquide à volume variable et une surface d'extrémité de bout du conduit est réglée de 0 à 1,5 mm.