FR2462742A1 - Regulateur de pression de fluide - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN REGULATEUR DE PRESSION DE FLUIDE. CE REGULATEUR COMPREND, DANS UN CARTER 1, UN ALESAGE ETAGE 2 CONTENANT DEUX DOUILLES 5, 6 BLOQUEES PAR UN BOUCHON FILETE 9. UNE TIGE DE SOUPAPE 12 TRAVERSE CES DOUILLES, AVEC ETANCHEITE SUR LA DOUILLE 6. A L'EXTREMITE DE LA TIGE 12, EST FIXEE UNE COIFFE 16 EN FORME DE GODET ENSERRANT L'ORGANE OBTURATEUR ELASTIQUE 19 POUR EVITER SA DEFORMATION RADIALE. LE PASSAGE ENTRE CHAMBRE D'ADMISSION 14 ET CHAMBRE DE SORTIE 17 PEUT ETRE FERME, AU-DELA DE LA PRESSION D'INTERVENTION, PAR L'APPUI DE L'OBTURATEUR 19 SUR SON SIEGE 5, ET UN CANAL DE DERIVATION 21, 20, FERME PAR UN CLAPET DE RETENUE 22, EST PREVU EN PARALLELE SUR LA SOUPAPE. L'INVENTION S'APPLIQUE EN PARTICULIER AUX REGULATEURS DE PRESSION DE SYSTEMES DE FREINAGE HYDRAULIQUE.
Description
l La présente invention concerne un régulateur de pression
comportant une chambre d'admission apte à être raccordée à un maître-
cylindre, une chambre de sortie apte à être raccordée à un cylindre récepteur, une soupape qui est disposée entre ces chambres et qui se ferme pour une pression d'intervention, qui peut être fixée à l'avance, et un clapet de retenue qui est fonctionnellement agencé en parallèle de la soupape et qui s'ouvre contre une force de fermeture lorsque la pression dans la chambre d'entrée diminue par rapport à celle dans la chambre de sortie.
Un tel régulateur de pression est décrit dans le brevet amé-
ricain 3 008 285. Dans ce dispositif connu, le joint d'étanchéité annu-
laire possède deux faces parallèles, une surface cylindrique intérieure et une surface périphérique extérieure légèrement bombée. La surface périphérique extérieure commande, en passant par-dessus, l'extrémité du canal de dérivation réalisée sous la forme d'un trou, d'un interstice annulaire ou analogue. La surface périphérique intérieure est un peu plus grande que la partie du piston recevant le joint d'étanchéité annulaire. Ce dernier est maintenu entre deux brides du piston, lesquelles sont séparées l'une de l'autre par un intervalle légèrement supérieur à la hauteur du joint annulaire. La bride voisine de la
chambre d'admission présente un trou conduisant au diamètre intérieur.
Par suite, en marche normale, lorsque la pression d'entrée prédomine, le joint d'étanchéité annulaire est pressé avec étanchéité contre la bride voisine de la chambre de sortie, de sorte qu'une communication entre chambre d'entrée et chambre de sortie n'est possible que par le canal de dérivation. Par contre, si c'est la pression de sortie qui est prédominante, le joint d'étanchéité annulaire est déplacé axialement, ce qui crée un canal de reflux passant le long de la première face et de
la surface périphérique intérieure du joint annulaire. Cette construc-
tion exige le respect de tolérances de fabrication très précises, car de faibles erreurs dimensionnelles sont déjà suffisantes pour que le canal de reflux soit maintenu fermé en permanence, ou pour que la surface de sortie soit appliquée avec une force excessive contre le pourtour de la chambre cylindrique. De plus, ce régulateur connu n'est
pas fonctionnellement fiable, car le joint d'étanchéité annulaire élas-
tique est déformé sous l'action de l'importante force qui le sollicite, de sorte que la course de fermeture devient imprécise. En outre, l'usure limite la longévité. Le joint d'étanchéité annulaire accomplit un mouvement relatif, non seulement par rapport au carter, mais aussi par rapport au piston. Les phénomènes d'usure qui apparaissent conduisent, au cours du temps, à des modifications dimensionnelles qui compromettent la fiabilité de l'étanchéité. La présente invention a pour objet de réaliser un régulateur de pression du type mentionné au début, régulateur qui, tout en ayant une structure simple, soit fonctionnellement fiable et ne soit pas sujet
à usure ou à déformation notable de sa soupape.
Selon l'invention, ceci est obtenu, avec un régulateur de pression du type mentionné au début, par le fait que la soupape comporte
une tige-poussoir à laquelle est fixe un obturateur élastique sensi-
blement cylindrique et par le fait que l'obturateur est sépare, de la paroi de la chambre de sortie, par un intervalle radial et est pourvu, sur sa surface cylindrique extérieure, d'une armature empêchant toute
déformation en direction radiale vers la paroi de la chambre de sortie.
Les avantages essentiels du régulateur de pression selon l'invention résident notamment en ceci que:
a. l'obturateur élastique n'est exposé qu'à une faible sollici-
tation mécanique, de sorte qu'il n'est soumis à aucune défor-
mation notable; b. l'obturateur élastique ne défile devant aucune ouverture ou arête dans le carter, de sorte qu'il ne s'use pas; et c. la soupape régulatrice de pression est constituée d'un faible
nombre de pièces détachées économiques à fabriquer.
L'armature de l'obturateur peut être réalisée de façon parti-
culièrement simple en prévoyant, pour cette armature, un anneau qui
fait avantageusement partie d'une coiffe en forme de godet.
Afin que le mouvement de l'obturateur soit limité dans la direction de la fermeture, lorsque l'obturateur est au contact de son
siège, cette coiffe en forme de godet peut avantageusement être consti-
tuée en moyen de butée limitant le mouvement de fermeture, ce qui a pour résultat de maintenir, à une faible valeur, les forces agissant
sur l'obturateur.
La partie mobile de la soupape peut être guidée en deux endroits d'abcisses axiales différentes si l'extrémité ouverte de la coiffe en forme de godet pénètre dans une rainure annulaire axiale aménagée dans un composant, tel qu'une douille, qui est solidaire du carter. Cela présente l'avantage d'exclure tout coincement par mise en
biais et d'obtenir constamment une bonne étanchéité de la soupape.
Un passage suffisant pour le fluide de pression, lorsque la soupape est ouverte, peut être assuré par le fait que l'extrémité ouverte de la coiffe, s'engageant dans la rainure annulaire, présente un jeu radial par rapport à la paroi de la rainure annulaire et/ou par le fait que des orifices radiaux pour le fluide de pression sont prévus
entre l'extrémité ouverte de la coiffe et l'obturateur.
Pour la détermination de la course de fermeture, il est avan-
tageux de prévoir, dans la chambre de sortie du carter, une butée contre laquelle la coiffe se place. Dans une forme de réalisation du clapet de retenue particulièrement avantageuse, il est prévu, entre l'obturateur et la tige-poussoir, au moins un canal de fluide de pression qui est relié à la chambre de sortie au moyen d'une ouverture aménagée dans là partie constituant le fond de la coiffe en forme de godet, ce canal pouvant être fermé,vis-à-vis de la chambre d'entrée, au moyen d'une lèvre d'étanchéité. Cette lèvre d'étanchéité est un prolongement que l'obturateur comporte en direction de la chambre d'entrée et qui ceinture la tige-poussoir de la soupape. Un clapet de retenue est ainsi constitué qui ne demande ni composants, ni travaux
de montage supplémentaires.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques
apparaîtront à l'aide de la description ci-après et du dessin annexé
représentant une vue en coupe d'un régulateur de pression.
Dans un corps ou carter 1, est aménagé un alésage étagé 2, ainsi qu'un raccord de fluide de pression 3 relié à un maitre-cylindre et un raccord de fluide de pression 4 relié à un cylindre récepteur. Une
première douille 5 et une deuxième douille 6 sont insérées dans l'alé-
sage 2, et l'étanchéité de leur contact contre le corps 1 est assurée au moyen de joints d'étanchéité 7 et 8. La deuxième douille 6 est maintenue au contact de la première douille 5, et celle-ci au contact d'une première butée Il du corps 1, au moyen d'un anneau 9 qui est vissé
dans un filet hélicoïdal 10 à l'extrémité ouverte de l'alésage 2.
Une tige-poussoir de soupape 12 est agencée à coulissement dans la deuxième douille 6, vis-à-vis de laquelle elle est montée de manière étanche par un joint 13 en forme de cuvette. Ce joint 13 borde une chambre d'admission 14 que des ouvertures radiales 15, aménagées dans la première douille 5, relient au raccord 3. Sur une extrémité
amincie de la tige-poussoir 12, est fixée une coiffe 16 ayant sensi-
blement la forme d'un godet, coiffe dont le fond borde une chambre de sortie de fluide 17 et dont l'extrémité ouverte s'engage dans une gorge
ou rainure annulaire 18 que comporte la première douille 5.
C'est avec dujeu que l'extrémité libre 16' de la coiffe 16 est guidde dans la rainure annulaire 18, de sorte qu'un passage suffisant
est assuré pour le fluide de pression.
Dans la coiffe 16 en forme de godet, est agencé un obtu-
rateur 19 élastique, de forme sensiblement cylindrique, qui est au contact du fond et de la paroi du godet, et qui est en outre séparé de la partie 12' de la tige-poussoir par un intervalle radial. Il en résulte un canal 20 qui est relié à la chambre de sortie 17 par une ouverture 21 dans le fond de la coiffe en forme de godet 16, et qui, du c6té en regard de la chambre d'entrée 14, est fermé par une lèvre
d'étanchéité 22 qui est au contact de la tige-poussoir 12. L'inter-
valle axial entre l'obturateur 19 et la première douille 5 est harmo-
nisé avec l'intervalle axial entre l'extrémité ouverte 16' de la coiffe et le fond de la rainure annulaire 18, de façon que, lorsque cet obturateur 19,est au contact de la surface radiale de la première douille 5, il n'y ait-pas d'autre mouvement de la soupape dans le sens de la fermeture, afin que l'obturateur ne soit pas déformé. Sur la tige- poussoir 12, agit une force F ayant pour effet d'appliquer la coiffe 16 en forme de godet contre une deuxième butée 23 dans le
corps 1, et de maintenir la soupape en condition d'ouverture.
Le fonctionnement du régulateur de pression représenté est
décrit ci-après.
Lorsque le dispositif est en condition de repos, toutes les pièces occupent la position représentee sur le dessin. Lorsque la pression commence à monter, il s'établit aussi, c8té sortie, une pression dont la valeur correspond exactement à celle de la pression d'entrée, puisque la soupape est ouverte. Lorsque la pression dans la chambre d'entrée 14 et dans la chambre de sortie 17 atteint la pression
d'intervention, donnée par la force F, la soupape se ferme par appli-
cation de l'obturateur 19 contre la surface radiale de la première douille 5. Si le diamètre intérieur du siàge de soupape, constitué par la première douille 5,est égal au diamètre de la tige-poussoir 12 à
l'endroit o celle-ci traverse le joint d'étanchéité 13, un accrois-
sement supplémentaire de la pression, côté entrée, n'entraîne alors aucune modification c6té sortie. Dans ce cas, la soupape régulatrice de pression opère en soupape limitatrice. Ceci étant, si la pression dans la chambre d'entrée 14 descend en dessous de la pression d'intervention, la différence de pression, qui existe alors entre la chambre de sortie 17 et la chambre d'entrée 14, provoque le décollement de la lèvre d'étanchéité 22 de la tige de soupape 12', de sorte qu'un équilibre de pression peut s'établir par le canal 20. Ainsi, la pression, dans la chambre de sortie 17, descend en dessous de la pression d'intervention, de sorte que la soupape est réouverte du fait de la force F. Si le diamètre intérieur du siège de soupape, constitué par la première douille 5, est supérieur au diamètre de la tige-poussoir 12 à l'endroit du joint d'étanchéité 13, la soupape décrite opère alors en réducteur de pression. La soupape est alors fermée lorsque la pression d'intervention est atteinte et, lorsque la pression progresse encore, côté entrée, la soupape est réouverte du fait du renforcement de la force; la pression croît dans la chambre de sortie 17, ce qui augmente la force dans le sens de la fermeture et referme la soupape. Ce processus conduit, dans la chambre de sortie 17, à une croissance de la pression qui, par rapport à celle de l'entrée, est réduite en fonction
du rapport des surfaces efficaces exposées à la pression.
Si, c8té entrée, la pression est ramenée en dessous de celle régnant dans la chambre de sortie, il se produit alors (côté sortie) une baisse de pression par décollement de la lèvre d'étanchéité, comme déjà décrit plus haut. Le régulateur de pression selon l'invention convient pour de nombreux types de soupapes régulatrices de pression, et notamment pour systèmes de freinage de véhicules automobiles. Par sa simplicité structurelle et son faible encombrement, le régulateur de pression décrit convient aussi pour les dispositifs jumelés ou à montage
de manière opposée horizontalement.
Si la faiblesse du jeu radial, entre l'extrémité libre 16' de la coiffe 16 et la paroi de la rainure annulaire 18, est telle qu'il n'y ait pas un passage suffisant pour le fluide de pression, on peut alors prévoir des ouvertures radiales 24, pour le passage du fluide de pression,
dans la région comprise entre l'extrémité libre 16' et l'obturateur 19.
Bien entendu, l'exemple de réalisation décrit n'est nullement
limitatif de l'invention.
?! 52742
Claims (10)
1. Régulateur de pression comportant une chambre d'admission apte à être raccordée à un maútre-cylindre, une chambre de sortie apte à être raccordée à un cylindre récepteur, une soupape qui est disposée entre ces chambres et qui se ferme pour une pression d'intervention, qui peut être fixée à l'avance, et un clapet de retenue qui est fonction- nellement agencé en parallèle de la soupape et qui s'ouvre contre une force de fermeture lorsque la pression dans la chambre d'entrée diminue par rapport à celle dans la chambre de sortie, ce régulateur étant caractérisé en ce que la soupape comporte une tige-poussoir (12) à
laquelle est fixé un obturateur (19) élastique, sensiblement cylin-
drique, et en ce que l'obturateur (19) est séparé de la paroi de la chambre de sortie (17) par un intervalle radial et est pourvu, sur sa
surface cylindrique extérieure, d'une armature empêchant toute déforma-
tion en direction radiale vers la paroi de la chambre de sortie (17).
2. Régulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce
qu'un anneau est prévu pour l'armature de l'obturateur (19).
3. Régulateur selon la revendication 2, caractérisé en ce
que l'anneau fait partie d'une coiffe en forme de godet (16).
4. Régulateur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'en son extrémité ouverte (16'), la coiffe en forme de godet (16) est
constituée en moyen de butée pour limiter le mouvement de fermeture.
5. Régulateur selon l'une des revendications 3 ou 4, carac-
térisé en ce que l'extrémité ouverte (16') de la coiffe en forme de godet (16) pénètre dans une rainure a-nnulaire axiale (18) aménagée dans
un composant (5), tel qu'une douille, qui est solidaire du carter (1).
6. Régulateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'extrémité ouverte (16'),-s'engageant dans la rainure annulaire (18),
présente un jeu radial par rapport à la paroi de la rainure annu-
laire (18).
7. Régulateur selon l'une des revendications 5 ou 6, carac-
térisé en ce que des orifices radiaux (24) pour le fluide de pression sont prévus entre l'extrémité ouverte (16') de la coiffe (16) et
l'obturateur (19).
8. Régulateur selon l'une quelconque des revendications 3 à 7,
caractérise en ce qu'il est prévu, dans le carter (1), une butée (23)
contre laquelle la coiffe (16) est sollicitée dans le sens de l'ouver-
ture de la soupape.
9. Régulateur selon l'une quelconque des revendications I à 8,
caractérise en ce qu'il est prévu, entre l'obturateur (19) et la tige-
poussoir (12'), au moins un canal (20) pour le fluide de pression,
canal qui est relié à la chambre de sortie (17), au moyen d'une ouver-
ture (21) aménagée dans la partie constituant le fond de la coiffe en forme de godet (16), et qui peut être fermé vis-à-vis de la chambre
d'entrée (14) au moyen d'une lèvre d'étanchéité (22).
10. Régulateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que la lèvre d'étanchéité (22) est un prolongement que l'obturateur (19) comporte en direction de la chambre d'entrée (14) et qui ceinture la
tige-poussoir (12') de la soupape.
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