Brevet FR2878928A1 — publié le 20060609

Domaine de l'invention La présente invention concerne une unité de soupape à commande électronique notamment pour un système de freins d'un véhicule automobile comportant: - une électrovanne et un clapet antiretour, l'électrovanne ayant un corps de vanne guidant axialement un poussoir, - un induit actionné par la bobine électromagnétique pour agir sur le poussoir ainsi qu' - un organe de soupape coopérant avec le poussoir pour commander la section d'ouverture du siège de soupape prévu entre l'entrée et la sortie de l'unité de soupape en fonction de la commande électrique de la bobine électromagnétique, une liaison du liquide hydraulique entre l'entrée et la sortie constituant une dérivation hydraulique vers le siège de soupape et dans laquelle est installé le clapet antiretour, le clapet antiretour fermant cette liaison de liquide hydraulique dans le sens du passage et la libérant dans la direction opposée. Etat de la technique On connaît une telle unité de soupape par exemple selon le document DE 19 635 693 Al. Cette unité de soupape connue se compose d'une électrovanne ou soupape électromagnétique et un clapet antiretour intégré. La soupape électromagnétique ou électrovanne présentée à la figure 2 du document rappelé ci-dessus se compose d'un organe de soupape dans lequel un poussoir mobile longitudinalement est guidé librement. Le poussoir coopère avec un induit soumis à l'action d'une bobine électromagnétique. Cette bobine génère un champ magnétique lorsqu'elle est alimentée et ce champ déplace l'induit. La course de l'induit est transmise par un poussoir à un organe de sou-pape qui commande un siège de soupape. Ce siège de soupape se situe entre une entrée et une sortie de l'électrovanne. Une liaison de liquide hydraulique sous pression réalisée sous la forme d'une dérivation con- tourne le siège de soupape. Cette liaison de liquide hydraulique sous pression est commandée par un clapet antiretour. Le clapet antiretour ferme alors l'alimentation en liquide hydraulique dans le sens du pas- sage et libère cette liaison dans la direction opposée. Le clapet anti- retour est intégré de manière fixe dans l'électrovanne et ne comporte pas de boîtier propre. Pour moduler la pression de freins d'une installation de freins de véhicule, il faut plusieurs telles unités de soupape. Ces unités de soupape font partie d'un module hydraulique et sont commandées par un appareil de commande électronique. L'appareil de commande exploite entre autres les signaux de vitesse de rotation fournis par des capteurs équipant les roues du véhicule et les signaux de pression fournis par des capteurs des circuits hydrauliques en fonction des si- gnaux de commande. Lorsque ce module hydraulique est installé dans le véhicule et que son branchement est réalisé sur les différentes conduites de frein reliées aux freins de roue, on purge le système. Pour cela, on évacue le gaz sous pression des zones traversées par le liquide hydraulique et on remplace le gaz par du liquide de freins. Il est établi que cette opération d'évacuation est une opération concernant la sécurité, car des inclusions de gaz pourraient donner au système de frein une compressibilité non souhaitée et dans ces conditions, il faut à tout prix les éviter. En particulier dans le cas de soupape électromagnétique ou d'électrovanne dont les organes de soupape sont maintenus dans une position de base définie pour mieux pouvoir réguler les différences de pression faibles, sans ressort de rappel, il peut arriver que les organes de soupape soient tirés dans leur siège de soupape par la dépres- Sion régnant pendant l'opération d'évacuation et risquent ainsi de fermer les parties du circuit hydraulique raccordées. En particulier, si dans cette position le clapet antiretour de la dérivation se met en position de blocage, la purge du système de freins risque d'être dangereusement mal assurée. Avantages de l'invention La présente invention concerne une unité de soupape à commande électronique du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que le clapet antiretour est installé de manière mobile par rapport à l'unité de soupape et dans sa position de fin de course il est verrouillé par l'application d'une pression hydraulique, et le clapet antiretour est équipé d'une installation de blocage antiretour qui le maintient dans sa position d'ouverture aussi longtemps que le clapet antiretour n'occupe pas sa position de fin de course. Cette unité de soupape selon l'invention offre l'avantage de conserver intacte la possibilité de purge du système hydraulique. On évite tout blocage des branches de circuit hydraulique en maintenant ouvert nécessairement le clapet antiretour de l'unité de soupape pendant le procédé d'évacuation. Ce n'est que lorsqu'on remplit le système hydraulique avec du liquide sous pression et que l'on effectue la première montée en pression en circuit hydraulique, que l'on définit finalement la position relative du clapet antiretour par rapport à la soupape électromagnétique. Dans cette position de fin de course, le clapet antiretour effectue la fonction à laquelle il est destiné. L'invention améliore ainsi la possibilité d'utiliser des soupapes électromagnétiques sans res- sort et permet au système de frein de travailler avec une précision de régulation particulièrement élevée, notamment aux faibles différences de pression. Selon une autre caractéristique avantageuse, le clapet antiretour comporte un boîtier de clapet antiretour traversé par le fluide, séparément du fluide hydraulique, comportant des ouvertures de clapet à ses extrémités opposées et un organe de soupape logé dans le boîtier et commandant les ouvertures de soupape, et l'installation antiblocage traverse l'ouverture de soupape aussi longtemps que le clapet antiretour n'est pas dans sa position de fin de course. Ainsi, on a une réalisation particulièrement économique, simple et facile à réaliser. Selon une autre caractéristique avantageuse, le boîtier du clapet antiretour est verrouillé mécaniquement à l'électrovanne et l'installation antiblocage est installée de manière fixe sur l'électrovanne. Ainsi, la position relative de la soupape antiretour vis-à- vis de l'électroaimant est particulièrement fiable grâce à l'accrochage réciproque des deux pièces. L'invention se réalise d'une manière particulièrement économique si, selon une autre caractéristique avantageuse, la soupape électromagnétique comporte un insert fixé au corps de soupape et qui comporte une chambre de montage pour le clapet antiretour, et l'installation antiblocage et la butée sont réalisées sur cet insert. L'insert peut être réalisé en matière plastique et permet ainsi une mise en forme telle que l'installation de protection antiblocage et la butée du clapet antiretour puissent être formées d'une seule pièce, pratiquement de manière neutre sur le plan du coût et sans nécessiter de montage supplémentaire. Un clapet antiretour qui fonctionne sans ressort, selon la revendication 6, est particulièrement avantageux du point de vue du coût et du montage, et de plus évite les retours accidentels de liquide sous pression même déjà pour les plus faibles différences de pression. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale de l'unité de soupape électronique selon l'invention, - la figure 2 montre le détail X de la figure 1 à échelle agrandie et en trois dimensions, le clapet antiretour étant présenté dans sa position non accrochée, et - la figure 3 monte le clapet anti-retour de la figure 2 mais en position accrochée de fin de course. Description d'un mode de réalisation Selon la figure 1, l'unité de soupape 10 se compose d'une soupape électromagnétique ou électrovanne 12 intégrant un clapet anti- retour 14. L'unité de soupape 10 est logée dans une chambre de montage 16 d'un bloc de soupape 12 d'un module hydraulique en y étant accroché par une liaison par la forme, par exemple en sertissant la matière du bloc soupape 18. Le bloc soupape 18 comporte des canaux de liquide hydraulique 20, 22 débouchant dans la chambre de montage 16 pour réaliser la liaison hydraulique avec l'unité de soupape 10. Un canal de liquide hydraulique 20 passant horizontalement dans le bloc formant le boîtier constitue l'entrée; un canal de liquide hydraulique sous pression 22 dirigé verticalement constitue la sortie de l'installation de soupape 10. Les deux canaux de liquide hydrauliques sous pression 20, 22 sont fermés de manière étanche par rapport à l'unité de soupape 10 installée, et par rapport à l'environnement. L'unité de soupape 10 se compose entre autres d'un corps de soupape 24. Il s'agit de préférence d'une pièce métallique, tournée, munie d'une collerette radiale 26 réalisée par tournage et servant au matage dans le bloc soupape 18 ainsi qu'un perçage de guidage passant dans la direction longitudinale. Le perçage de guidage 28 reçoit un poussoir 30 guidé par sa périphérie extérieure contre la paroi intérieure du perçage. Des rainures longitudinales 32 sont réparties à la surface périphérique du poussoir 30. Ces rainures assurent l'équilibrage hydraulique en pression en réalisant une liaison de liquide hydraulique sous pression entre l'une et l'autre face frontales du poussoir 30. L'extrémité du corps de soupape 24 à l'extérieur du bloc sou-pape 18 comporte un induit 34 dont le diamètre extérieur couvre la surface frontale du corps de soupape 24. L'extrémité de l'induit 34 tournée vers le corps de soupape 24 est appliquée contre l'extrémité extérieure du poussoir 30. L'induit 34 est logé mobile dans la direction longitudinale dans une chambre d'induit 36; la chambre d'induit 36 est délimitée par un dôme de soupape 38. Ce dôme 38 a une forme bombée en coupole au niveau de son extrémité extérieure et sa seconde extrémité ouverte vers l'intérieur, est fixée au diamètre extérieur du corps de soupape 24. L'extrémité de la soupape électromagnétique 12 en saillie hors du bloc soupape 18 porte une bobine électromagnétique 40 avec son corps de bobine 44 portant l'enroulement 42; cette bobine est emmanchée sur l'extrémité de la soupape électromagnétique. L'alimentation électrique de la bobine électromagnétique 14 se fait par des contacts électriques 46 situés à la figure 1, derrière le dôme 38 de la soupape et dépassant de celui-ci. Le circuit magnétique formé par la bobine électromagnétique 40 une fois alimenté se referme par une plaque de guidage de flux 48 portée par le corps de soupape 24 du côté du bloc soupape et un corps de guidage de flux 50 entourant l'enroulement 42 de la bobine et la couvrant également au niveau de sa face frontale. Le corps de guidage de flux 50 est en contact avec la plaque de guidage de flux 48 par une liaison magnétique au niveau de leur surface périphérique. A l'extrémité opposée de l'induit 34, le poussoir 30 coopère avec un organe de soupape 52. Celui-ci a un diamètre intérieur réduit par rapport au poussoir 30 et sensiblement au milieu de son ex-tension axiale, il est prévu un segment transitoire 54 qui rejoint une broche cylindrique 58 coopérant avec le siège de soupape 56 et ayant une extrémité libre à courbure sphérique. L'organe de soupape 52 peut être fixé au poussoir 30 ou être réalisé en une seule pièce avec celui-ci. Un siège de soupape 56, commandé par l'organe de sou-pape 30, est réalisé dans le manchon de siège de soupape 60. Ce manchon est une pièce distincte. Le manchon formant siège de soupape 60 est installé sur une partie en saillie 62 d'un insert de soupape 64 et traverse celui-ci en pénétrant dans le perçage de guidage 28. Le siège de soupape 56 est luimême réalisé sous la forme d'un cône et au niveau de l'extrémité tournée vers le poussoir, il est prévu un contour intérieur étagé pour le manchon de soupape 60. Ce contour intérieur forme, en liaison avec le siège de soupape 56, un point d'étranglement 66 avant de rejoindre un segment cylindrique recevant le manchon de soupape 60 au niveau de la partie en saillie 62 de l'insert de soupape 64. L'insert de soupape 64, réalisé en matière plastique par exemple par injection, est tenu au corps de soupape 24 par une liaison de force, par l'intermédiaire d'un support de filtre 68 fabriqué de la même manière. L'insert de soupape 64 et le support de filtre 68 se trou- vent à l'intérieur de la chambre de montage 16 du corps de soupape 24 dans le bloc soupape 18. Le support de soupape 68 filtre, à l'aide d'un tissu de filtre n'apparaissant pas, enrobé, les saletés contenues dans le liquide hydraulique sous pression arrivant dans l'unité de soupape 10, avant que ce liquide sous pression ne puisse passer, une fois le siège de soupape 56 ouvert, à travers la liaison de liquide hydraulique sous pression de l'insert de soupape 64 jusqu'à la sortie 22 de l'unité de sou-pape 10. Le fluide sous pression qui arrive passe tout d'abord dans une chambre de soupape 70 reliée à la sortie 20 et réalisée entre l'insert de soupape 64 et le corps de soupape 24. Cette chambre 70 est reliée par plusieurs canaux de liaison 72 dans le corps de soupape 24 à une chambre de montage de l'organe de soupape 74. La chambre de montage de l'organe de soupape 74 est délimitée d'un côté par le manchon de soupape 60 et de l'autre par la surface frontale du poussoir 30; en périphérie, la délimitation est assurée par la paroi du perçage de gui- dage 28 dans le corps de soupape 24. Il est à remarquer que le poussoir 30 et l'organe de soupape 52 relié à celui-ci se déplacent librement, c'est-à-dire sans être sollicités par un ressort de rappel en étant guidés dans le perçage de guidage 28. Cela permet de réguler les moindres différences de pression au niveau du siège de soupape 56 par une corn-mande électronique appropriée de la bobine électromagnétique 42 sans que la courbe caractéristique de soupape qui en résulte présente des discontinuités gênantes comme cela est le cas si l'on utilise des ressorts de rappel. La chambre de soupape 70 telle que décrite comporte à côté de sa liaison avec la chambre de montage de l'organe de soupape 74, une seconde liaison vers une chambre de montage pour le clapet antiretour 76. Cette chambre de montage du clapet antiretour 76 est également réalisée dans l'insert de soupape 64 et débouche vers la sortie 22 de l'unité de soupape 10. Le volume de montage du clapet anti- retour 76 est dimensionné pour que le clapet antiretour 14 puisse être installé de manière imperdable et tout d'abord d'une façon relativement mobile par rapport au corps de soupape 24 de la soupape électromagnétique 12. Le clapet antiretour 14 lui-même comporte un boîtier 78 traversé séparément par le liquide sous pression. Ce boîtier peut être un corps creux en forme de parallélépipède ou de tonneau avec des orifices de soupape 80, 82 prévus aux deux extrémités opposées. Un organe de clapet antiretour, par exemple sous la forme d'une bille libre en mouvement, est monté dans le boîtier de clapet antiretour 78. Pour cela, le boîtier 78 du clapet antiretour peut être formé, par exemple, de deux moitiés de boîtier que l'on peut assembler, de préférence en matière plastique ou en tôle métallique, avec un manchon de boîtier s'ouvrant d'un côté, l'extrémité ouverte du boîtier étant sertie après montage du clapet antiretour 81 en formant la seconde ouverture 82. Une installation antiblocage 84 coopère avec le clapet antiretour 14 et avec une butée 86 à l'orifice de ventilation 80, 82 prévu en regard. L'installation antiblocage 84 et la butée 86 sont réalisées, de préférence, en une seule pièce avec l'insert de soupape 64. On accroche de manière fixe le clapet antiretour 14 en exerçant une pression hydraulique sur le siège de soupape 64. Dans l'exemple de réalisation, le boîtier 78 du clapet antiretour 78 comporte une rainure annulaire 88 périphérique dans laquelle pénètre par leur bec d'accrochage 92, les languettes élastiques 90 réalisées sur s'insert de soupape 64. Dans la position de fin de course, accrochée du clapet antiretour 14, représentée à la figure 1, l'installation antiblocage 84 est hors service alors que la butée 86 traverse avec un jeu radial important, l'ouverture de soupape 82 inférieure, située du côté de la sortie. La butée 86 évite ainsi que l'organe de soupape 81 du clapet antiretour ne risque de fermer hydrauliquement cette ouverture 82. La réalisation et l'installation du clapet antiretour 14 sur l'insert de siège 64 est explici- tée ci-après à l'aide des figures 2 et 3. La figure 2 montre le clapet antiretour 14 dans une position dans laquelle le ressort 92 de l'insert de soupape 64 et ses becs d'accrochage 92 ne sont pas encore logés dans la rainure annulaire périphérique 88 du boîtier 78 du clapet antiretour. Le clapet antiretour 14 se trouve dans cette position à la fin de l'opération de montage du module hydraulique dans l'unité de soupape 10. Cela correspond au moment où le module hydraulique n'a pas encore été mis en pression. Dans cette position, l'installation antiblocage 84, prévue du côté de l'induit, traverse l'ouverture de soupape 80, supérieure du clapet anti- retour 14, alors que la butée 86, à la seconde ouverture de soupape 82, à l'opposé, est hors de prise. L'installation antiblocage 84 est réalisée sous la forme d'une broche cylindrique sur l'insert de soupape 64; le diamètre extérieur de cette branche est significativement plus petit que celui de l'ouverture de soupape 80 qui lui est associée. L'installation de protection antiblocage 84 maintient l'organe de soupape 81 logé dans le boîtier 78 à distance de l'ouverture de soupape 80. On évite ainsi que l'organe de soupape 81 ne risque de fermer la liaison de liquide hydraulique sous pression entre l'arrivée 20 et la sortie 22 dès que l'on a une pente agissant en direction de l'arrivée 20 comme cela est par exemple le cas pour évacuer le système hydraulique. La liaison de liquide hy- draulique sous pression ainsi maintenue ouverte, constitue une dérivation de la soupape 52 de la vanne électromagnétique 12 (figure 1). Même si l'organe de soupape 52 de la soupape électromagnétique 12 était tiré dans sa position de blocage par la différence de pression appli-quée au niveau de son siège de soupape 56, le système hydraulique pourrait toujours être évacué dans la dérivation par le clapet antiretour 14, nécessairement ouvert dans la dérivation. Dans le cas d'une pression plus importante à l'entrée 20 qu'à la sortie 22, l'organe de soupape 81 du clapet antiretour pourrait fermer l'ouverture 82 du côté de la sortie si bien que la pression régnant à ce moment conduirait le poussoir 30 de la soupape électromagnétique 12 dans sa position d'ouverture. On rencontrera une pression plus élevée à l'arrivée 20 dès que l'unité hydraulique sera traversée par du liquide hydraulique, par exemple avec un agent anticorrosion avant sa fourniture. La figure 3 montre la différence par rapport à la figure 2 pour le clapet antiretour 14 occupant sa position de fin de course. Les languettes élastiques 90 sont accrochées par leurs becs 92 dans la rainure annulaire 88 du boîtier de clapet antiretour 78, de sorte que le clapet antiretour 14 est fixé au siège de soupape 64. Dans cette position de fin de course, du fait des efforts hydrauliques appliqués, la soupape antiretour 14 sera pour la première fois alimentée en pression hydraulique par le module hydraulique. Le dimensionnement de la rainure annulaire 88, des languettes élastiques 90 et des becs d'accrochage 92 détermine la hauteur du niveau de pression nécessaire à cet effet. En position de fin de course, l'installation antiblocage 84 est hors de prise et ainsi l'ouverture 80, supérieure, du côté de l'induit sera ouverte. La butée 86 réalisée en une seule pièce avec l'une des languettes 90 comme prolongement en forme d'étrier avec une tête alignée axialement, traverse la seconde ouverture de soupape 82 opposée. On évite ainsi que cette nouvelle ouverture 82 ne risque d'être fermée par l'organe de soupape 81. Dans cette position de fin de course, le clapet antiretour 94 peut assurer la fonction à laquelle il est destiné en fermant hydrauliquement la dérivation dès qu'une différence de pression, agissant dans le sens de l'ouverture de soupape supérieure 80, est appliquée au clapet 2878928 io antiretour 14. Une différence de pression agissant dans la direction op-posée peut être éliminée par l'ouverture de soupape 82 vers la sortie 22. REVENDICATIONS 1 ) Unité de soupape (10) à commande électronique notamment pour un système de freins d'un véhicule automobile comportant: - une électrovanne (12) et un clapet antiretour (14), l'électrovanne (12) ayant un corps de vanne (24) guidant axialement un poussoir (30), - un induit (34) actionné par la bobine électromagnétique (40) pour agir sur le poussoir (30) ainsi qu' - un organe de soupape (52) coopérant avec le poussoir (30) pour commander la section d'ouverture du siège de soupape (56) prévu entre l'entrée (20) et la sortie (22) de l'unité de soupape (10) en fonc- tion de la commande électrique de la bobine électromagnétique (40), une liaison du liquide hydraulique entre l'entrée (20) et la sortie (22) constituant une dérivation hydraulique vers le siège de soupape (56) et dans laquelle est installé le clapet antiretour (14), la clapet antiretour (14) fermant cette liaison de liquide hydraulique dans le sens du passage et la libérant dans la direction opposée, caractérisée en ce que le clapet antiretour (14) est installé de manière mobile par rapport à l'unité de soupape (10) et dans sa position de fin de course il est ver- rouillé par l'application d'une pression hydraulique, et le clapet antiretour (14) est équipé d'une installation de blocage antiretour (84) qui le maintient dans sa position d'ouverture aussi longtemps que le clapet antiretour (14) n'occupe pas sa position de fin de course. 2 ) Unité de soupape à commande électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le clapet antiretour (14) comporte un boîtier de clapet antiretour (78) traversé par le fluide, séparément du fluide hydraulique, comportant des ouvertures de clapet (80, 82) à ses extrémités opposées et un organe de soupape (81) logé dans le boîtier (78) et commandant les ouvertures de soupape (80, 82), et l'installation antiblocage (84) traverse l'ouverture de soupape (80, 82) aussi longtemps que le clapet antiretour (14) n'est pas dans sa position de fin de course. 3 ) Unité de soupape à commande électronique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le boîtier (78) du clapet antiretour est verrouillé mécaniquement à l'électrovanne (12) et l'installation antiblocage (84) est installée de manière fixe sur l'électrovanne (12). 4 ) Unité de soupape à commande électronique selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que l'ouverture de soupape (82) en regard de l'installation de blocage (84) coopère avec une butée mécanique (86) lorsque le clapet antiretour (14) est en position de fin de course, cette butée interdisant la fermeture de cette ouverture de soupape (82) à l'organe de soupape (81). 5 ) Unité de soupape à commande électronique selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la soupape électromagnétique (12) comporte un insert (64) fixé au corps de soupape (24) et qui comporte une chambre de montage pour le clapet antiretour (14), et l'installation antiblocage (84) et la butée (86) sont réalisées sur cet insert. 6 ) Unité de soupape à commande électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le clapet antiretour (14) ne comporte pas de ressort de clapet et l'organe de soupape (81) comporte une bille libre en mouvement, logée dans le boîtier (78) du clapet antiretour.