Brevet FR2869957A1 — publié le 20051111

Domaine de l'invention La présente invention concerne une pompe à piston pour débiter du liquide hydraulique, comprenant un piston à mouvement alter-natif rappelé en position de repos par un élément de ressort, une soupape d'échappement comportant un élément de fermeture qui libère ou ferme un passage entre une chambre de piston et une zone de pression. Etat de la technique Les pompes à piston sont connues sous différentes formes de réalisation selon l'état de la technique et sont utilisées notamment dans une installation de frein de véhicule. Comme pompe à piston d'installation de frein de véhicule on utilise fréquemment des pompes à pistons radiaux ayant au moins un piston dont le mouvement alternatif est commandé par un excentrique. De telles pompes à pistons sont fréquemment utilisées pour les systèmes de stabilisation électronique (ESP) ou des installations de frein électrohydraulique (EHB). Les pompes à pis-tons connues comportent une soupape d'échappement munie d'une bille chargée par ressort constituant un élément de fermeture. La bille est poussée contre le siège d'étanchéité par le ressort. Lorsque la différence de pression entre celle régnant dans la chambre du piston et la pression en aval de la soupape d'échappement est suffisamment grande, la bille est soulevée de son siège contre la force de ressort et permet l'ouverture de la liaison entre la chambre à piston et la zone en aval de la soupape d'échappement. Lorsque dans cette opération on n'a pas la pression dite d'ouverture, la soupape d'échappement s'ouvre brusquement. Cela crée un choc de pression (coup de Bélier) qui est perçu par des bruits de fonctionnement gênants. Pour amortir de tels chocs de pression on a déjà proposé des chambres d'amortissement supplémentaires au niveau de la soupape d'échappement. Une autre possibilité d'amortissement des chocs de pression consiste à utiliser des membranes chargées par ressort et d'un or- gane d'étranglement en aval. De tels moyens connus pour amortir les chocs de pression nécessitent néanmoins des pièces supplémentaires ou dans le cas de chambres d'amortissement il s'agit d'un encombrement supplémentaire. Lorsqu'on utilise un organe d'étranglement cela se traduit de plus par des pertes de charge gênantes. Exposé et avantages de l'invention La présente invention concerne une pompe à piston du type défini ci-dessus permettant de remédier aux inconvénients cités. Cette pompe à piston est caractérisée par un élément d'actionnement actif pour actionner activement l'élément de fermeture, pour libérer et/ou fermer le passage. Vis-à-vis de l'état de la technique, la pompe à piston selon l'invention a l'avantage d'éviter les chocs de pression bruyants. La pompe à piston selon l'invention a une structure simple et sa fabrication est économique. En outre, elle n'est pas encombrante ou ne nécessite qu'un encombrement supplémentaire réduit au minimum. Ce résultat est obtenu selon l'invention comme indiqué ci-dessus en ce que l'élément de fermeture est actif. Selon l'invention, on entend par actif un actionnement commandé de l'élément de fermeture, à l'opposé d'un actionnement passif par un ressort, comme cela est connu dans l'état de la technique. En d'autres termes, l'invention permet grâce à une commande active de l'élément de fermeture, d'éviter de générer des chocs de pression pendant le fonctionnement. Un autre avantage de la commande active de l'élément de fermeture de la soupape d'échappement de la pompe à piston, est de permettre une commande précise de la puissance de la pompe par une commande déterminée. Pour une fabrication particulièrement économique, l'élément d'actionnement actif est de préférence une électrovanne. Selon un autre développement avantageux de l'invention, l'élément d'actionnement actif est un élément d'actionnement piézo-électrique. D'une manière particulièrement avantageuse, l'élément d'actionnement est commandé de façon active en fonction de la pression régnant dans la chambre de piston. Pour cela on détermine la pression dans la chambre de piston de préférence à l'aide d'un capteur de pression installé dans la chambre de piston. Lorsqu'on atteint une pression déterminée on peut par exemple commander une légère ouverture, c'est-à-dire une ouverture partielle de l'élément de fermeture et lorsqu'on atteint la seconde pression prédéfinie on peut ouvrir complètement l'élément de fermeture. On évite ainsi une ouverture brusque de l'élément de fermeture et le développement de chocs de pression génants. Selon un autre développement préférentiel de l'invention, l'élément d'actionnement est commandé de manière active en fonction de la position du piston dans le cylindre. Dans cet exemple de réalisation, on utilise de préférence un capteur pour déterminer la position du piston dans le cylindre, par exemple un capteur optique. Selon un autre développement préférentiel de l'invention, le piston de la pompe est actionné à l'aide d'un excentrique et l'élément d'actionnement est commandé de manière active suivant la position de l'excentrique. Dans cet exemple de réalisation, on détermine la position de l'excentrique de préférence à l'aide d'un capteur d'angle de rotation ou d'un capteur optique. L'élément de fermeture est de préférence une bille. Suivant une autre caractéristique avantageuse, une cavité est réalisée dans l'induit de la soupape électromagnétique pour recevoir au Io moins en partie l'élément de fermeture. Lorsque l'élément de fermeture est une bille, la cavité aura une forme hémisphérique ou de calotte sphérique selon le diamètre de la bille. La pompe à piston selon l'invention est utilisée d'une manière particulièrement avantageuse dans une installation de frein de véhi- cule en particulier pour commander la pression dans les cylindres de freins de roues. D'une manière particulièrement préférentielle, la pompe à piston selon l'invention est utilisée en liaison avec des systèmes de commande ou de régulation électroniques de l'installation de frein, tels que les systèmes ESP, EHB, ASR, etc... Dessin La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans le dessin annexé dans lequel: la figure unique est une vue en coupe schématique d'une pompe à piston correspondant à un mode de réalisation préférentiel de l'invention. Description du mode de réalisation de l'invention En référence à la figure unique, on décrira ci-après une pompe à piston 1 correspondant à un exemple de réalisation de l'invention. Selon la figure 1, la pompe à piston 1 se compose d'un boîtier 2 recevant un piston 4 à mouvement alternatif.. Le piston 4 est actionné de façon connue à l'aide d'un excentrique 3. Le piston 4 comprend en outre un élément intermédiaire 5 et une plaque de soupape 6 logée dans une cage 20 et chargée élastiquement par un élément de ressort 21. Le piston et plus précisément l'élément intermédiaire 5 sont également chargés par un ressort de rappel 7. Le ressort de rappel 7 s'appuie contre une partie de boîtier 10 essentiellement en forme de pot de la soupape d'échappement. La soupape d'échappement comprend outre la partie de boîtier 10, un passage central 11 réalisé dans le boîtier et une bille 12 qui ferme le passage 11. Selon la figure, la soupape d'échappement c'est-à-dire plus précisément la bille 12 de la soupape d'échappement sépare une chambre à piston 8 d'une chambre de pression 9 en aval de la soupape d'échappement. La chambre de pression 9 est reliée à une conduite de pression 14 par des conduites de liaison fournissant du liquide hydraulique sous pression aux cylindres de freins de roues. Un capteur de pression 24 est prévu dans la chambre de piston 8 pour déterminer la pression régnant dans la chambre de piston. La référence 13 désigne une conduite d'aspiration. Le liquide hydraulique est ainsi fourni à la chambre de piston 8 par la conduite 13 et par les perçages transversaux et les perçages borgnes simplement schématisés du piston 4 par la plaque de sou-pape 6, relevée. La pompe à piston 1 selon l'invention comprend en outre une soupape électromagnétique 15 pour actionner de manière active la bille 12 de la soupape d'échappement. La soupape électromagnétique 15 comprend un induit 16, un enroulement ou bobine 17 et un manchon non magnétique 18 dans le boîtier 19. Une cavité 22 ayant une forme de calotte sphérique est réalisée dans l'induit 16 pour recevoir la bille 12 de la soupape d'échappement. La soupape électromagnétique comporte égale- ment un ressort de rappel 23 pour revenir dans sa position de repos après son actionnement par l'induit 16. L'intervalle S au niveau de l'induit 16 caractérise ainsi la course de déplacement de l'induit. Le fonctionnement de la pompe à piston 1 selon l'invention sera décrit ciaprès. La rotation de l'excentrique 3 commande le mouve- ment alternatif du piston 4 dans la direction de l'axe longitudinal X-X de l'élément de piston. Du liquide hydraulique est ainsi aspiré d'une conduite d'aspiration 13 à travers un filtre et un perçage transversal dans un perçage borgne du piston 4 pour être transféré ensuite dans la chambre de piston 8, la plaque de soupape 6 étant soulevée. La course de pression du piston 4 comprime le liquide hydraulique dans la chambre de piston 8. La pression dans la chambre de piston 8 est détectée par le capteur de pression 24 pour être transmis à une installation de commande non représentée. Lorsqu'on atteint une pression prédéterminée dans la chambre de piston 8, l'installation de commande informe l'électrovanne 15 que la sou-pape d'échappement active doit être ouverte. Lors de la phase d'ouverture, l'induit 16 est tiré de manière connue contre la force développée par le ressort 23 si bien que la bille 12 ne s'applique plus contre le siège d'étanchéité du boîtier 10 de la soupape d'échappement. On fait ainsi communiquer la chambre de piston 8 et la chambre de pression 9 en aval de la soupape d'échappement si bien que le liquide hydraulique sous pression sort de la chambre à piston 8 pour passer dans la chambre de pression 9. On peut en outre réaliser une ouverture en plusieurs étapes jusqu'à une ouverture totale ou une ouverture brève et ensuite refermer avant une ouverture complète. Pour fermer de nouveau la soupape d'échappement on coupe l'alimentation électrique de la soupape électromagnétique 15 pour que le ressort de rappel 23 conduite l'induit 16 dans sa force de rappel dans sa position de repos. La différence de pression entre celles des chambres 8 et 9 soutient ce mouvement. La cavité 22 de l'induit 16 assure le centrage de la bille 12 qui est de nouveau poussée de manière centrée contre le siège d'étanchéité de la soupape d'échappement. Ainsi, selon l'invention, on peut éviter les excursions de pression (coup de Bélier) liées aux phases d'ouverture brutales de la sou-pape d'échappement. La soupape électromagnétique 15 est alors actionnée de manière active en fonction de la pression régnant dans la chambre de piston 8. Il est à remarquer que la commande de la soupape électro- magnétique 15 peut se faire par exemple en fonction de la position de l'excentrique 13. L'ouverture de la soupape électromagnétique 15 se fait par exemple au point mort bas du piston ou juste après le point mort du piston. On remarque en outre que pour se protéger contre une défaillance de capteur, on peut prévoir à la fois un capteur de pression et un capteur d'angle de rotation pour déterminer la position de l'excentrique. La fonction de la pompe est en outre également assurée si le capteur ou la sou-pape électromagnétique ne fonctionne pas. L'ouverture ou la fermeture de la soupape d'échappement se font alors à l'aide de la force développée par le ressort 23. En outre, selon l'invention, on peut avoir une commande précise de la puissance de débit de la pompe à piston par l'ouverture et la fermeture active de la soupape d'échappement notamment intéressant comme fonction complémentaire d'un programme de stabilisation électronique. 2869957 6 REVENDICATIONS 1 ) Pompe à piston pour débiter du liquide hydraulique, comprenant un piston (4) à mouvement alternatif rappelé en position de repos par un élément de ressort (7), une soupape d'échappement comportant un élément de fermeture (12) qui libère ou ferme un passage (11) entre une chambre de piston (8) et une zone de pression (9) caractérisé par un élément d'actionnement actif (15) pour actionner activement l'élément de fermeture (12), pour libérer et/ou fermer le passage (11). 2 ) Pompe à piston selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément d'actionnement (15) est une soupape électromagnétique. 3 ) Pompe à piston selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément d'actionnement (15) est commandé de façon active suivant la pression dans la chambre de piston (8). 4 ) Pompe à piston selon la revendication 3, caractérisée par un capteur de pression (24) installé dans la chambre de piston (8). 5 ) Pompe à piston selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément d'actionnement (15) est commandé en fonction de la position du piston (4) dans le cylindre. 6 ) Pompe à piston selon la revendication 5, 30 caractérisée par un capteur pour déterminer la position du piston dans le cylindre. 7 ) Pompe à piston selon la revendication 1, caractérisée en ce que le piston (4) est actionné à l'aide d'un excentrique (3) et l'élément d'actionnement (15) est commandé de manière active en fonction de la position de l'excentrique (3). 8 ) Pompe à piston selon la revendication 7, caractérisée par un capteur d'angle de rotation ou un capteur optique pour déterminer la position de l'excentrique (3). 9 ) Pompe à piston selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de fermeture est une bille. 10 ) Pompe à piston selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisée par une cavité (22) réalisée dans l'induit (16) de la soupape électromagnétique pour recevoir au moins en partie l'élément de fermeture (12). 11 ) Installation de frein ou système de stabilisation d'un véhicule, comprenant une pompe à piston selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.