Brevet FR2983263A1 — publié le 20130531

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une soupape d'accumulateur à commande hydraulique comportant un élément d'obturation précontraint par un premier ressort de compression et as- surant l'étanchéité d'un siège de soupape dans un corps de soupape ainsi qu'un poussoir relié à un piston d'accumulateur sollicité par un second ressort de compression et soulevant l'élément d'obturation par rapport au siège de soupape lorsque les forces de précontrainte de ressort et la force hydraulique sont dans un rapport spécifique de forces, le premier ressort de compression et l'élément d'obturation étant guidés dans un filtre. Etat de la technique Selon le document US 7 543 896 B2, on connaît par exemple une soupape d'accumulateur ou soupape d'accumulateur à commande hydraulique et qui ouvre une soupape à siège à bille, pré- contrainte par un ressort par l'intermédiaire d'un poussoir du piston d'accumulateur. Cela se fait pour un rapport de forces spécifique pour le système entre la force de précontrainte du ressort et la force hydraulique active. La soupape à siège à bille se compose en général d'un corps de soupape, métallique et d'un filtre en matière plastique pressé sur le corps de soupape. Le filtre reçoit le ressort de compression et la bille et assure également la fonction de guidage des deux composants. Le groupe pré-assemblé est installé dans le boîtier de pompe en étant fixé et monté de manière étanche, par exemple par une liaison auto- accrochée. L'actionnement de la soupape à siège à bille se fait par un poussoir métallique cylindrique pressé dans le piston d'accumulateur. Le piston d'accumulateur porte un joint d'étanchéité et une bague de guidage. Un ressort de compression précontraint est entre le piston d'accumulateur et le couvercle relié au boîtier de pompe par un matage de fixation. La force du ressort agit contre la force hydraulique appli- quée au piston accumulateur et produit en cas de dépassement de la force de ressort, le coulissement de la combinaison piston d'accumulateur-poussoir dans le sens de l'ouverture de la soupape d'accumulateur. La bille est alors soulevée du siège par le poussoir ou- orant la soupape d'accumulateur. Le document DE 42 02 388 Al décrit à titre d'exemple une installation de frein hydraulique de véhicule automobile. L'installation de frein ainsi décrite comporte une soupape d'accumulateur ou soupape d'accumulateur à commande hydraulique ayant un élément d'obturation précontraint par un premier ressort de compression qui assure l'étanchéité du siège de soupape dans le corps de soupape et un poussoir relié à un piston d'accumulateur sollicité par un second ressort de compression et qui soulève l'organe d'obturation du siège de soupape si un rapport spécifique de forces s'établit entre les forces de précontrainte des ressorts et la force à activité hydraulique. Exposé et avantages de l'invention L'invention a pour objet une soupape d'accumulateur du type défini ci-dessus caractérisée en ce que le corps de soupape est réalisé comme élément en matière plastique en une seule pièce avec le siège de soupape et le filtre et les moyens de guidage. La soupape d'accumulateur à commande hydraulique selon l'invention a l'avantage vis-à-vis de l'état de la technique, de simplifier la réalisation des différentes pièces et de diminuer le coût de fabrication. L'élément en matière plastique, unique, à injection directe et qui se compose du filtre et du corps de soupape, permet une réalisa- tion particulièrement économique. De plus, l'application de formes géométriques complexes et précises pour le siège et l'hydraulique dans un élément en matière plastique est réalisable d'une manière beaucoup plus simple qu'une pièce métallique frappée à froid. En d'autres termes, l'invention développe une soupape d'accumulateur à commande hydraulique ayant un élément d'obturation précontraint par un premier ressort de compression qui réalise l'étanchéité d'un siège de soupape avec un corps de soupape et comprend un poussoir relié à un piston d'accumulateur sollicité par un second ressort de compression pour soulever l'élément d'obturation de son siège lorsqu'il règne un rapport particulier de forces entre les forces de précontrainte par ressort et la force d'origine hydraulique. Cela signifie que la force de ressort appliquée au piston d'accumulateur par le second ressort de compression est supérieure à la force hydraulique agissant sur le piston d'accumulateur et à la force de précontrainte exercée par le premier ressort de compression sur l'élément d'obturation. De plus, le premier ressort de compression et l'élément d'obturation sont guidés dans un filtre. Selon l'invention, le corps de soupape avec le siège de soupape et le filtre et les moyens de guidage sont réalisés sous la forme d'un élément unique en matière plastique. D'une manière particulièrement avantageuse, le corps de soupape forme avec le siège de soupape la terminaison inférieure de l'élément en matière plastique et le corps de soupape rejoint le filtre dans lequel est pressée une pièce de fermeture constituant la terminai- son haute de l'élément de matière plastique. L'élément d'obturation et le premier ressort de compression sont installés dans l'élément en matière plastique, ce qui permet de régler d'une manière avantageuse, simple et rapide, la force de précontrainte exercée par le premier ressort de com- as pression sur l'élément d'obturation par la profondeur d'enfoncement de la pièce d'obturation. Selon un développement avantageux de la soupape d'accumulateur à commande hydraulique selon l'invention, les moyens de guidage sont des nervures de guidage, perpendiculaires, venant en 20 saillie dans le volume intérieur de l'élément en matière plastique. De façon préférentielle, trois nervures de guidage sont réalisées de façon répartie à la périphérie intérieure du filtre en étant écartées chaque fois d'un angle de 120°. Cela permet d'assurer avantageusement la fonction de guidage des deux pièces séparées, à savoir le ressort de compression 25 et l'élément d'obturation, nécessaires pour le fonctionnement. Selon un développement avantageux de la soupape d'accumulateur à commande hydraulique, on presse une rondelle de matage extérieurement sur le corps de soupape. La rondelle de matage permet de monter tout le premier ensemble pré-examiné avec un bloc 30 hydraulique ou un boîtier de pompe et de bloquer la position par un matage de fixation. Selon un autre développement avantageux de la soupape d'accumulateur à commande hydraulique selon l'invention, le poussoir est un cylindre plein, pressé dans un perçage de réception du piston 35 d'accumulateur. Cette forme cylindrique simple du poussoir permet avantageusement d'utiliser un organe de roulement, cylindrique, extrêmement économique tel qu'une aiguille de roulement à aiguilles. L'utilisation d'un tel organe de roulement cylindrique permet de bénéficier de la précision requise du diamètre extérieur pour garantir par une liaison pressée entre le poussoir et le piston d'accumulateur, la fonction de maintien et d'étanchéité requise. Selon un autre développement avantageux de la soupape d'accumulateur à commande hydraulique selon l'invention, le piston d'accumulateur comporte une rainure d'étanchéité recevant un joint d'étanchéité et une rainure de guidage qui permettent de guider le pis- ton d'accumulateur à l'état installé dans le perçage de réception. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation d'une soupape d'accumulateur à commande hydraulique représenté dans les dessins annexés dans lesquels les composants et éléments de même fonction ou de fonction analogue portent les mêmes références. Ainsi : la figure 1 est une coupe longitudinale schématique d'un dispositif de soupape avec un exemple de réalisation d'une soupape d'accumulateur selon l'invention, la figure 2 est une vue en coupe transversale schématique de l'exemple de réalisation de la soupape d'accumulateur de la figure 1, coupée selon le plan II-II. Description d'un mode de réalisation de l'invention La figure 1 montre un dispositif de soupape avec une soupape d'accumulateur à commande hydraulique 1 selon l'invention logée dans un alésage étagé 4 d'un bloc hydraulique 3 ou boîtier de pompe. Les formes de réalisation de la soupape d'accumulateur 1 à commande hydraulique selon l'invention sont par exemple celles de sys- tèmes de freinage hydrauliques d'un véhicule. Selon les figures 1 et 2, la soupape d'accumulateur à commande hydraulique 1 telle que présentée comporte un élément d'obturation 13 en forme de bille précontraint par un premier ressort de compression 14 ainsi qu'un poussoir 12 relié à un piston d'accumulateur 10 soumis à l'action d'un second ressort de compression 15. L'élément d'obturation 13 assure l'étanchéité d'un siège d'étanchéité 26 dans le corps de soupape 22. Le poussoir 12 traverse le rétrécissement en forme de col du corps de soupape 22 dans le bord duquel est réalisé le siège de soupape 26. Le poussoir pousse l'élément d'obturation 13 hors du siège de soupape 26 lorsqu'il règne un rapport de forces spécifique entre les forces de précontrainte par ressort et une force hydraulique. Dans l'exemple de réalisation, cela est le cas lorsque la force du ressort agissant sur le piston d'accumulateur 10 par le se- cond ressort de compression 15 est supérieure à la force hydraulique agissant sur le piston d'accumulateur 10 et de la force de précontrainte du premier ressort de compression 14 agissant sur l'élément d'obturation 13. Si la force de ressort agissant sur le piston 10 et développée par le second ressort de compression 15 est inférieure à la force hydraulique agissant sur le piston d'accumulateur 10 et la force de pré- contrainte agissant sur l'élément d'obturation 13 par le premier ressort de compression 14, alors l'élément d'obturation 13 est poussé dans son siège d'étanchéité 26. Le premier ressort de compression 14 et l'élément de fermeture 13 sont guidés dans un filtre 24 qui filtre en plus les par- ticules flottantes pour les enlever du milieu transporté. Selon l'invention, le corps de soupape 22 avec le siège de soupape 26 et le filtre 24 avec les moyens de guidage 28 sont réalisés comme un élément en matière plastique 20 en une seule pièce. La réalisation en une seule pièce de l'élément en matière plastique 20 composé du filtre 24 et du corps de soupape 22, par injection indirecte, permet une fabrication extrêmement économique. En outre, il est beaucoup plus simple d'appliquer des géométries de siège et d'écoulement complexes et précises à une pièce en matière plastique que par exemple à une pièce métallique frappée à froid. Comme le montrent en outre les figures 1 et 2, le corps de soupape 22 avec le siège de soupape 26 forment une terminaison inférieure de l'élément en matière plastique 20 et le corps de soupape 22 remonte dans le filtre 24 pratiquement cylindrique ayant une géométrie de filtre 24.1, ondulée. La terminaison supérieure de l'élément en matière plastique 20 est constituée par une pièce d'obturation 29 pres- sée dans le filtre 24. Les broches cylindriques 29.1 portées par la pièce d'obturation 29 permettent la compensation des tolérances axiales qui s'appliquent comme déformations plastiques des goujons cylindriques 29.1. Comme le montrent en outre les figures 1 et 2, l'élément en matière plastique 20 reçoit l'élément d'obturation 13 en forme de bille ainsi que le premier ressort de compression 14 et garantit par trois branches de guidage 28 réparties suivant un écart angulaire de 120°, la fonction de guidage des deux pièces séparées, l'élément d'obturation 13 et le premier ressort de compression 14 nécessaires au fonctionnement. Pour régler une force de précontrainte prédéfinie du premier ressort de compression 14, on enfonce la pièce d'obturation 29 à une profondeur appropriée dans le filtre 24 de l'élément en matière plastique 20. Une rondelle de matage 17 pressée sur la collerette de guidage 22.2 formée sur le corps de soupape 22 de l'élément en matière plastique 20 permet le montage de l'ensemble du groupe préalablement vérifié, dans le bloc hydraulique 3 ou dans le boîtier de pompe et de le bloquer dans sa position par le premier matage de fixation 18. Pour réaliser l'étanchéité, une lèvre d'étanchéité 22.1 périphérique est réalisée sur le corps de soupape 22 de l'élément en matière plastique 20 ; cette lèvre assure l'étanchéité par rapport au perçage de réception 4 dans le bloc hydraulique 3 ou boîtier de pompe. Pour réaliser le matage de fixation 18 avec la rondelle de matage 17, on déforme plastiquement la matière du groupe ou module hydraulique 3 ou boîtier de pompe à l'aide d'un outil de matage approprié pour former une nervure, de préférence périphérique, qui couvre au moins en partie la rondelle de matage 17. Comme le montre en outre la figure 1, le poussoir 12 est réalisé comme cylindre plat. Cette forme cylindrique souple du poussoir 12 permet d'utiliser un organe de roulement cylindrique extrêmement économique pris dans un palier à aiguilles. L'utilisation d'un tel organe de roulement comme poussoir 12 permet de bénéficier de la précision requise pour le diamètre extérieur pour assurer par une liaison pressée entre le poussoir 12 et le perçage de réception 11, la fonction de maintien et d'étanchéité dans le piston d'accumulateur 10. L'actionnement de la soupape d'accumulateur ou soupape d'accumulateur 1 se fait par le coulissement axial du piston d'accumulateur 10 et l'actionnement de l'élément d'obturation 13 en forme de bille par le poussoir 12. Le piston 10 est guidé par un joint d'étanchéité 16 et une bague de guidage 19 dans l'alésage étagé 4 du bloc hydraulique 3 ou boîtier de pompe. Entre le piston d'accumulateur 10 et le couvercle d'obturation 7 relié au bloc hydraulique 3 ou boîtier de pompe par un autre matage de fixation 9, on a monté le second ressort de compression 15. Pour réaliser cet autre matage de fixation 9 avec le couvercle d'obturation 7, on déforme plastiquement la matière du module hydraulique 3 avec un outil de matage approprié pour former une nervure, de préférence périphérique, couvrant au moins en partie le bord du couvercle 7. De plus, le côté inférieur du piston d'accumulateur 10 est relié à la pression atmosphérique par une ouver- ts ture 8 réalisée dans le couvercle 7. Entre le côté supérieur du piston d'accumulateur 10 et le corps de soupape 22, il y a une chambre 5 pour la soupape d'accumulateur 1. La soupape d'accumulateur 1 est ouverte à l'état hors pression. Cela se fait par le coulissement du piston d'accumulateur 10 jusque dans sa position de fin de course haute sous 20 l'effet du second ressort de compression 15, précontraint, s'appliquant contre le côté inférieur du piston accumulateur 10. Pendant le fonctionnement du système hydraulique, de préférence le système de frein hydraulique d'un véhicule, la force du second ressort de compression 15 agit contre la force du premier ressort 25 de compression 14 et la force hydraulique s'applique au piston d'accumulateur 10. L'excédent de la force hydraulique produit un coulissement de l'élément d'obturation 13 réalisé sous forme de bille et la combinaison piston d'accumulateur-poussoir dans la direction de fermeture de la soupape d'accumulateur 1. L'élément d'obturation 13 en 30 forme de bille est poussé par la force du premier ressort de compression 14 contre le siège de soupape 26. Un excédent de la force du second ressort 15 produit un déplacement de la combinaison piston d'accumulateur-poussoir dans le sens de l'ouverture de la soupape d'accumulateur 1. L'élément d'obturation 13 en forme de bille est ainsi 35 soulevé du siège 26 par le poussoir 12 ouvrant la soupape d'accumulateur 1. A l'état ouvert, le liquide peut passer pratiquement sans être retenu par le branchement de fluide 6, ouvert, et qui est par exemple relié à un maître-cylindre de frein et le liquide peut passer à travers le filtre 24 et le siège de soupape 26 ouvert jusqu'au branche- ment de liquide non représenté débouchant dans la chambre d'accumulateur 5 en étant par exemple relié à une pompe de refoulement. Les formes de réalisation de l'invention développent une soupape d'accumulateur dont les différents composants se fabriquent avantageusement de manière simple permettant de réduire le coût de fabrication. L'élément en matière plastique, en une seule pièce, en injection directe, qui combine le filtre et le corps de soupape, permet de réaliser des géométries de siège d'étanchéité et d'écoulement très complexes et précises d'une manière significativement plus simple que pourrait le faire par exemple une pièce métallique obtenue par frappe à froid.20 NOMENCLATURE 1 Soupape d'accumulateur 3 Bloc hydraulique/module hydraulique/boîtier de pompe 4 Perçage étagé/alésage étagé Piston d'accumulateur 12 Poussoir 13 Elément d'obturation 14 Premier ressort de compression 10 15 Second ressort de compression 16 Bague d'étanchéité 17 Rondelle de matage 18 Matage de fixation 22 Corps de soupape 22 1 Lèvre d'étanchéité 22.2 Collerette de guidage 24 Filtre 24 1 Géométrie de filtre 26 Siège de soupape 28 Moyen de guidage/nervure de guidage 29 Pièce d'obturation 29 1 Broche25 REVENDICATIONS1°) Soupape d'accumulateur à commande hydraulique comportant un élément d'obturation (13) précontraint par un premier ressort de compression (14) et assurant l'étanchéité d'un siège de soupape (26) dans un corps de soupape (22) ainsi qu'un poussoir (12) relié à un piston d'accumulateur (10) sollicité par un second ressort de compression (15) et soulevant l'élément d'obturation (13) par rapport au siège de soupape (26) lorsque les forces de précontrainte de ressort et la force hydrau- lique sont dans un rapport spécifique de forces, * le premier ressort de compression (14) et l'élément d'obturation (13) étant guidés dans un filtre (24), soupape caractérisée en ce que le corps de soupape (22) est réalisé comme élément en matière plastique (20) en une seule pièce avec le siège de soupape (26) et le filtre (24) et les moyens de guidage (28). 2°) Soupape d'accumulateur selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps de soupape (22) forme avec le siège de soupape (26) une ferme- ture inférieure de l'élément en matière plastique (20), le corps de soupape (22) rejoignant le filtre (24) dans lequel est pressée une pièce d'obturation (29) qui réalise la terminaison haute de l'élément en matière plastique (20). 3°) Soupape d'accumulateur selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément d'obturation (13) et le premier ressort de compression (14) sont logés dans l'élément en matière plastique (20). 4°) Soupape d'accumulateur selon la revendication 2, caractérisée en ce qu' on règle la force de précontrainte du premier ressort de compression (14) agissant sur l'élément d'obturation (13) par la profondeur d'enfoncement de la pièce d'obturation (29).355°) Soupape d'accumulateur selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de guidage sont des nervures de guidage (28) venant en sail- lie perpendiculairement dans le volume intérieur de l'élément en ma- tière plastique (20). 6°) Soupape d'accumulateur selon la revendication 5, caractérisée par trois nervures de guidage (28) réparties à la périphérie intérieure du io filtre (24) et faisant entre elles un angle de 120°. 7°) Soupape d'accumulateur selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' un disque de matage (17) est pressé extérieurement sur le corps de 15 soupape (22), ce disque assurant le matage de l'élément en matière plastique (20) au bloc hydraulique (3). 8°) Soupape d'accumulateur selon la revendication 1, caractérisée en ce que 20 le poussoir (12) est un cylindre plein. 9°) Soupape d'accumulateur selon la revendication 1, caractérisée en ce que le poussoir (12) est pressé dans un perçage de réception (11) dans le 25 piston d'accumulateur (10). 10°) Soupape d'accumulateur selon la revendication 1, caractérisée en ce que le piston d'accumulateur (10) comporte une rainure d'étanchéité avec 30 un joint d'étanchéité (16) et une rainure de guidage avec une bague de guidage (19) pour guider le piston d'accumulateur (10) à l'état installé dans un alésage de réception (4). 35