FR2995370A1

FR2995370A1 - Soupape de chambre accumulatrice a commande hydraulique de systeme de freinage de vehicule

Info

Publication number: FR2995370A1
Application number: FR1358484A
Authority: FR
Inventors: Norbert Alaze
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2014-03-14
Also published as: JP2014052076A; DE102012215879A1; JP6290560B2

Abstract

Soupape comportant un premier élément de fermeture (12.1) précontraint par un ressort (15.1) dans un premier passage (12.4) de section (Q1) et un premier siège de soupape (12.3). Un poussoir (18) traverse le premier passage (12.4) par un piston (16) chargé par un ressort (16.1) et soule le premier élément de fermeture (12.1) de son siège (12.3) pour un rapport de forces entre les forces de précontrainte de ressort et la force hydraulique. Le premier passage (12.4) et le premier siège de soupape (12.3) comportant un second élément de fermeture (12.2) précontraint par un second ressort (15.2) qui ferme un second passage (14.2) de section (Q2), - Le poussoir (22) traverse le second passage (14.2) et souleve le second élément (12.2) après le premier élément de fermeture (12.1) et ouvre le second passage (14.2). - La première section (Q1) est plus petite que la seconde section (Q2).

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une soupape de chambre accumulatrice à commande hydraulique comportant un premier élément de fermeture précontraint par un premier ressort de compression qui ferme un premier passage ayant une première section et un premier siège de soupape ainsi qu'un poussoir traversant le premier passage en étant déplacé par un piston accumulateur chargé par un ressort et soulevant le premier élément de fermeture de son siège pour ouvrir le premier passage lorsqu'un rapport de forces, spécifique, existe entre les forces de précontrainte de ressort et la force hydraulique. L'invention s'applique également à un système de freinage hydraulique de véhicule équipé d'une telle soupape de chambre accumulatrice.

Etat de la technique On connaît des soupapes de régulation, hydrauliques dans les systèmes hydrauliques de freinage de véhicule appliquant les fonctions ABS/ESP (ABS: système antiblocage ; ESP : système de stabilisation électronique de trajectoire) assurant la fonction d'une soupape d'aspiration hydraulique et protégeant en plus la pompe de refoulement contre une pression amont, excessive, du côté aspiration. Selon le document US 7543896 B2, on connaît par exemple une soupape de chambre accumulatrice à commande hydraulique dans laquelle le poussoir du piston accumulateur ouvre une soupape à bille précontrainte par un ressort. Cela se produit lorsque dans le système il y a un rapport spécifique de forces entre la force de précontrainte de ressort et la force hydraulique. L'actionnement de la soupape à bille se fait par un poussoir métallique cylindrique pressé dans le piston accumulateur. Le piston accumulateur a également un joint d'étanchéité et une bague de guidage. Entre le piston accumulateur et le couvercle relié au corps de pompe par une liaison par matage, on a un ressort de compression précontraint de manière approprié. La force du ressort s'oppose à la force hydraulique exercée sur le piston accumulateur et lorsque la force de ressort dépasse la force hydraulique elle déplace la combinaison poussoir-piston accumulateur dans le sens de l'ouverture de la soupape de la chambre accumulatrice. La bille est ainsi soulevée du siège par le poussoir et ouvre la soupape de chambre accumulatrice. Selon le document DE 42 02 388 Al, on connaît une installation de freinage hydraulique de véhicule comportant une soupape de chambre accumulatrice à commande hydraulique avec un premier élément de fermeture précontraint par un premier ressort de compression qui ferme de manière étanche un siège de soupape du corps de soupape ainsi qu'un poussoir relié au piston accumulateur chargé par un second ressort de compression et qui soulève l'élément de fermeture du siège de soupape lorsqu'un rapport de force spécifique s'établit entre les forces de précontrainte de ressort et la force hydraulique. Dans ces constructions de soupapes de chambres accumulatrices, l'organe d'obturation de la soupape fermée par l'action du ressort est mis en position d'ouverture par une broche portant par le piston accumulateur dès que le volume de la chambre accumulatrice descend en-dessous d'un seuil, c'est-à-dire lorsque le piston accumulateur se rapproche de la butée. But de l'invention La présente invention a pour but de développer une soupape de chambre accumulatrice à commande hydraulique permettant un débit plus important et garantissant l'ouverture de la soupape en cas de pressions élevées. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention a pour objet une soupape de chambre accumulatrice à commande hydraulique du type définit ci-dessus caractérisée en ce que le premier passage et le premier siège de soupape comportent un second élément de fermeture précontraint par un second ressort de compression qui ferme un second passage ayant une seconde section dans le second siège de soupape Le coeur de l'invention réside dans la réalisation à deux étage de la soupape anti-retour. Lorsqu'une différence de pression élevée est appliquée à la soupape anti-retour, le poussoir déplacé par le piston accumulateur, permet d'ouvrir le premier étage de la soupape anti-retour pour le petit diamètre. La force pour ouvrir une petite section de passage est plus petite du fait de la section efficace plus petite du premier élément de fermeture ce qui permet de l'ouvrir en agissant contre une pression antagoniste élevée. En cas de pression antagoniste élevée, il n'est pas nécessaire d'avoir une grande section de passage car grâce à la différence de pression suffisamment élevé le liquide peut alimenter la pompe de refoulement. Si ensuite la pression antagoniste chute, la grande section de la soupape anti-retour pourra s'ouvrir dans une seconde étape pour le passage du liquide. L'invention a également pour objet un système de lo freinage hydraulique de véhicule comportant un maître-cylindre, une unité de commande hydraulique et au moins un frein de roue, l'unité de commande hydraulique modulant la pression de frein de roue d'au moins un circuit de frein avec à chaque fois une soupape d'inversion pour au moins une soupape d'entrée, et comportant aussi au moins 15 une soupape de sortie, une vanne d'arrêt et une pompe de refoulement, caractérisé en ce que la soupape d'arrêt est une telle soupape de chambre accumulatrice à commande hydraulique intégrée dans la conduite d'aspiration reliant la pompe de refoulement et le maître-cylindre. 20 Suivant une autre caractéristique avantageuse la soupape de chambre accumulatrice est caractérisée en ce que le poussoir comporte un épaulement divisant le poussoir en deux segments ayant des diamètres différents. Le segment d'extrémité petit 25 ou mince du poussoir peut ainsi traverser le premier passage et agir sur le premier élément de fermeture alors que le segment de base plus épais (ou plus grand) du poussoir traverse le second passage et agit par l'épaulement sur le second élément de fermeture. Cela permet avantageusement l'application de la réalisation à deux étages de la 30 soupape à chambre accumulatrice. La longueur du segment d'extrémité est choisie pour que le premier élément de fermeture soit soulevé d'abord par rapport au premier siège de soupape avant que l'épaulement du poussoir n'arrive contre le second élément de fermeture et soulève celui-ci du second siège de soupape.

Selon un développement avantageux de la soupape de chambre accumulatrice à commande hydraulique, le premier siège de soupape est réalisé sous la forme d'un tronc de cône creux dans le premier bord du premier passage du second élément de fermeture.

Selon un autre développement avantageux de la soupape de chambre accumulatrice à commande hydraulique selon l'invention, une rainure d'écoulement est réalisée dans le second bord du premier passage du second élément de fermeture. Cette rainure d'écoulement évite avantageusement que l'épaulement du poussoir ferme le premier passage lorsque le poussoir agit par l'épaulement sur le second élément de fermeture. Dans un autre développement avantageux de la soupape de chambre accumulatrice à commande hydraulique selon l'invention, le second siège de soupape est réalisé comme siège plat au bord du second passage. Selon un autre développement avantageux, le second élément de fermeture est une pièce en matière plastique ou en métal. Dans un autre développement avantageux de la soupape de chambre accumulatrice à commande hydraulique selon l'invention, le premier ressort de compression s'appuie contre le premier élément de fermeture et contre un bec de guidage porté par le fond d'un manchon de guidage et le second ressort de compression s'applique entre le second élément de fermeture et le fond du manchon de guidage. Le manchon de guidage est par exemple une pièce en matière plastique ou en métal. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation d'une soupape de chambre accumulatrice à commande hydraulique représenté dans les dessins annexés dans lesquels les mêmes composantes ou les éléments de même fonction portent les mêmes références Ainsi : la figure 1 est le schéma d'un exemple de réalisation d'un circuit de freinage d'un système de freinage hydraulique de véhicule comportant une soupape de chambre accumulatrice, - la figure 2 est une vue de détail schématique d'une partie du circuit de freinage équipé de la soupape de chambre accumulatrice selon l'invention représentée à la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe schématique d'un exemple de réalisation d'une soupape de chambre accumulatrice selon l'invention pour un système de freinage hydraulique de véhicule selon la figure 1. Description de modes de réalisation Aux figures 1 et 2, l'exemple de réalisation d'un système de freinage de véhicule 1 selon l'invention comporte une module de frein 3 avec une pédale de frein 3.1, un amplificateur de force de freinage 3.2, un maître-cylindre 3.3 et un réservoir accumulateur à 3.4, une unité de commande de fluide avec au moins deux circuits de frein dont un seul est représenté et pour chaque roue, un frein de roue R1, R2. Pour moduler la pression de frein dans un frein de roue R1, R2 du circuit de frein correspondant, l'unité de commande de fluide comporte une soupape d'inversion UV et une pompe de refoulement RP avec un entrainement A ainsi qu'une soupape d'entrée EV1, EV2 et une soupape de sortie AV1, AV2 pour chaque frein de roue AV1, AV2. L'unité de commande de fluide comporte également plusieurs soupapes anti- retour et une soupape d'arrêt 10 intégrée dans la conduite d'aspiration entre la pompe de refoulement RP et le maître-cylindre 3.3. La soupape d'arrêt est une soupape à chambre accumulatrice 10 à commande hydraulique, elle comprend une soupape anti-retour 12 et une chambre accumulatrice 9. La soupape anti-retour 12 est reliée au maître-cylindre 3.3 par un branchement 7.1. Un second branchement 9.1 relie la chambre accumulatrice 9 au branchement d'aspiration de la pompe de refoulement RP. La chambre d'équilibrage 9.3 séparée de la chambre accumulatrice 9 par un piston accumulateur 16 est reliée à l'atmosphère par un branchement d'équilibrage 9.4. La figure 3 montre un dispositif de soupape comportant une soupape de chambre accumulatrice à commande hydraulique selon l'invention dans un perçage de réception 7, étagé d'un bloc hydraulique 5 ou corps de pompe. Le perçage étagé 7 est relié à la chambre accumulatrice 9 dans laquelle se déplace le piston accumulateur 16 chargé par un ressort de piston 16.1. Comme le montrent en outre les figures 2 et 3, l'exemple de réalisation représenté, la soupape de chambre accumulatrice 10 à commande hydraulique comporte un premier élément de fermeture 12.1 précontraint par un premier ressort de compression 15.1. Le premier élément de fermeture 12.1 ferme un premier passage 12.4 ayant une première section Q1 avec un premier siège de soupape 12.3 ainsi qu'un poussoir 18. Le poussoir 18 traverse le premier passage 12.4 en étant déplacé par le piston accumulateur 16 soumis à l'action du ressort de piston 16.1. Le poussoir 18 soulève le premier élément de fermeture 12.1 du siège de soupape 12.3 et ouvre le premier passage 12.4 lorsqu'il y a un rapport spécifique de forces entre la force hydraulique et les forces de précontrainte exercées par les ressorts. Selon l'invention, le premier passage 12.4 et le premier siège de soupape 12.3 sont réalisés dans un second élément de fermeture 12.2 précontraint par un second ressort de compression 15.2. Ce second élément de fermeture ferme un second passage 14.2 de seconde section Q2 dans le second siège de soupape 14.1. Le poussoir 22 traverse le second passage 14.2 et pousse le second élément de fermeture 12.4 après le premier élément de fermeture 12.1 hors du second siège de soupape 14.1 et ouvre le second passage 14.2 lorsqu'il y a un rapport spécifique de forces entre la force hydraulique et les forces de précontrainte des ressorts ; la première section Q1 du premier passage 12.4 est plus petite que la seconde section Q2 du second passage 14.2. Comme le montre en outre la figure 3, le poussoir 18 comporte un épaulement 18.1 qui divise le poussoir 18 en deux segments de diamètres différents. Le segment d'extrémité 18.1 le plus petit du poussoir 18 traverse le premier passage 12.4 et agit sur le premier élément de fermeture 12.1. Le segment de base 18.3 plus grand du poussoir 18 est relié au piston accumulateur 16 et traverse le second passage 14.2 pour agir par l'épaulement 18.1 sur le second élément de fermeture 12.2. Le premier siège de soupape 12.3 est réalisé comme tronc de cône creux sur le premier bord du premier passage 12.4 dans le second élément de fermeture 12.2. Le second bord du premier passage 12.4 comporte une rainure d'écoulement 12.5 réalisée dans le second élément de fermeture 12.2 pour éviter que l'épaulement 12.1 du poussoir 18 ferme le premier passage 12.4. Le second siège de soupape 14.1 est réalisé sur le bord supérieur du second passage 14.2 sous la forme d'un siège d'étanchéité plat. Le second élément de fermeture 12.2 est de préférence une pièce en matière plastique, mais on peut également le réaliser en d'autres matières telles que des métaux par exemple en acier. Comme le montre en outre la figure 3, un manchon de guidage 20 en forme de chapeau est introduit dans le perçage étagé 7 jusqu'à la venue en butée du bord en saillie du perçage étagé 7. Un corps de soupape 14 est enfoncé de force dans le perçage de réception 7 sous le manchon de guidage 20. Le corps de soupape 14 comporte un second passage 14.2 dont le bord supérieur comporte le second siège de soupape 14.1. Le premier ressort de compression 15.1 s'appuie contre le premier élément de fermeture 12.1 et contre un bec de guidage 24 du fond 22 du manchon de guidage 20. Le second ressort de compression 15.1 s'appuie contre le second élément de fermeture 12.2 et contre le fond 22 du manchon de guidage 20. Le manchon de guidage comporte également des orifices d'entrée 26 équipés d'un filtre non représenté pour filtrer les particules de saleté du liquide. Dans les exemples de réalisation représentés, le piston accumulateur 16 chargé par le ressort pousse, par l'intermédiaire du poussoir 18, le premier élément de fermeture 12.1 hors du premier siège de soupape 12.3 lorsque la force du ressort de piston exercée sur le piston accumulateur 16 est supérieure à la force hydraulique agissant sur le piston accumulateur 16 et la force de précontrainte exercée par le premier ressort de compression 15.1 sur le premier élément de fermeture 12.1. Le premier élément de fermeture 12.1 est par exemple en forme de bille. Lorsque la force exercée par le ressort de piston 16.1 agissant sur le piston accumulateur 16 est inférieure à la force hydraulique agissant sur le piston accumulateur 16 et la force de précontrainte du premier ressort de compression 15.1 agissant sur le premier élément de fermeture 12.1, alors le premier élément de fermeture 12.1 est pressé dans le premier siège de soupape 12.3.

Lorsque le piston accumulateur 16 est mobile dans la chambre accumulatrice 9 dans laquelle il est guidé de manière étanche par rapport à la paroi 9.2 par un joint de piston 16.2 et sépare la chambre accumulatrice 9 de la chambre d'équilibrage 9.3, le premier élément de fermeture 12.1 est soulevé du premier siège de soupape 12.3, la liaison hydraulique entre le maître-cylindre 3.3 s'ouvre vers la pompe de refoulement RP. Dans cette position, la pompe de refoulement RP, dans le cas d'un système ESP, peut aspirer du liquide hydraulique du réservoir 3.4 du maître-cylindre 3.3. Si dans le cas du système ABS/ESP, la chambre accumulatrice 9 est remplie de liquide pendant la régulation, le piston accumulateur 16 chargé par ressort est repoussé et la soupape anti-retour 12 se ferme. Cela signifie que le premier élément de fermeture 12.1 est appliqué de manière étanche contre le premier siège de soupape 12.3 et le second élément de fermeture 12.2 est appliqué de manière étanche contre le second siège de soupape 14.1. Lorsque la soupape anti-retour 12 est fermée, par l'actionnement du frein actionné, le maître-cylindre 3.3 ne peut plus augmenter la pression dans la chambre accumulatrice 9. On évite ainsi qu'une pression plus élevée ne soit appliquée au côté aspiration de la pompe de refoulement RP et sollicite le joint, côté aspiration, de la pompe de refoulement RP. Cela est important notamment si la pompe est une pompe à engrenage dont le côté aspiration est rendu étanche par une bague à lèvre. Une bague à lèvre sollicitée en pression a une moindre durée de vie et génère un frottement élevé. Si en cas de régulation, la chambre accumulatrice 9 est vidée par l'aspiration de la pompe de refoulement RP, il faut de nouveau rétablir la liaison avec le maître-cylindre 3.3 même si le maître-cylindre applique encore de la pression sur la soupape anti-retour 12. En effet la soupape anti-retour 12 la force du ressort de piston 16.1 exercée sur le piston accumulateur 16 est suffisante pour ouvrir la soupape anti-retour 12. D'autre part, le passage à travers la soupape anti-retour 12 pourra être aussi grand que possible pour que le point d'étranglement au niveau de la soupape antiretour 12 ne génère pas de dépression en amont de la pompe de refoulement RP.

Ce résultat s'obtient par la réalisation à deux étages de la soupape anti-retour 12 car si une différence de pression plus élevée est appliquée à la soupape anti-retour 12, le premier étage de la soupape anti-retour 12 s'ouvre à travers la petite section du segment d'extrémité 18.2 du poussoir 18 et de la petite première section Q1 du premier passage 12.4. La force pour ouvrir la petite section de passage Q1 est faible du fait de cette section du premier élément de fermeture 12.1 ce qui permet de l'ouvrir contre une pression antagoniste élevée. Lorsque la pression antagoniste est élevée il n'est pas nécessaire d'ouvrir une grande section car la différence de pression ainsi appliquée envoie suffisamment de liquide vers la pompe de refoulement RP. Lorsqu'ensuite la pression antagoniste descend, la plus grande section Q2 du second passage 14.2 du second étage peut s'ouvrir. Lorsque le second étage est ouvert, la grande section Q2 ainsi libérée permet à la pompe de refoulement RP d'aspirer le liquide. Les formes de réalisation de l'invention constituent une soupape de chambre accumulatrice à commande hydraulique garantissant à la fois un débit important et aussi une ouverture certaine en cas de pression élevée.

25 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Système de freinage de véhicule 3 Module de frein 3.1 Pédale de frein 3.2 Amplificateur de force de frein / Servofrein 3.3 Maître cylindre 3.4 Réservoir accumulateur 5 Bloc hydraulique / Corps de pompe 7 Perçage étagé 7.1 Premier branchement 9 Chambre accumulatrice 9.1 Second branchement 9.2 Paroi de la chambre accumulatrice 9.3 Chambre d'équilibrage 9.4 Branchement d'équilibrage 10 Soupape d'arrêt 12 Soupape anti-retour 12.1 Premier élément de fermeture 12.2 Second élément de fermeture 12.3 Premier siège de soupape 12.4 Premier passage 14.1 Second siège de soupape 14.2 Second passage 15.1 Premier ressort de compression 16 Piston accumulateur 16.1 Ressort de piston 16.2 Joint de piston 18 Poussoir 18.1 Epaulement 18.2 Segment d'extrémité du poussoir 18.3 Segment de base du poussoir 20 Manchon de guidage 22 Poussoir / Fond du manchon de guidage 24 Bec de guidage Orifice d'entrée 11 R1, R2 AV 1 , AV2 EV 1 , EV2 RP Q 1 Q2 Frein de roue Soupape de sortie Soupape d'entrée Pompe de refoulement Première section du premier passage Seconde section du second passage10

Claims

REVENDICATIONS1°) Soupape de chambre accumulatrice à commande hydraulique comportant un premier élément de fermeture (12.1) précontraint par un premier ressort de compression (15.1) qui ferme un premier passage (12.4) ayant une première section (Q1) et un premier siège de soupape (12.3) ainsi qu'un poussoir (18) traversant le premier passage (12.4) en étant déplacé par un piston accumulateur (16) chargé par un ressort (16.1) et soulevant le premier élément de fermeture (12.1) de son siège (12.3) pour ouvrir le premier passage (12.4) lorsqu'un rapport de forces spécifique existe entre les forces de précontrainte de ressort et la force hydraulique, Soupape caractérisée en ce que le premier passage (12.4) et le premier siège de soupape (12.3) comportent un second élément de fermeture (12.2) précontraint par un second ressort de compression (15.2) qui ferme un second passage (14.2) ayant une seconde section (Q2) dans le second siège de soupape (14.1), - le poussoir (22) traversant le second passage (14.2) et soulevant le second élément de fermeture (12.2) du second siège de soupape (14.1) après le premier élément de fermeture (12.1) et ouvrant le second passage (14.2) si un rapport de forces spécifique existe entre les forces de précontrainte de ressort et la force hydraulique, - la première section (Q1) étant plus petite que la seconde section (Q2).
2°) Soupape de chambre accumulatrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que le poussoir (18) comporte un épaulement (18.1) divisant le poussoir (18) en deux segments ayant des diamètres différents.
3°) Soupape de chambre accumulatrice selon la revendication 2, caractérisée en ce que le segment d'extrémité (12.2), mince, du poussoir (18) traverse le premier passage (12.4) pour agir sur le premier élément de fermeture (12.1) et le segment de base (18.3), plus épais, du poussoir (28) traversele second passage (14.2) et agit sur le second élément de fermeture (1.2) par l'épaulement (18.1).
4°) Soupape de chambre accumulatrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier siège de soupape (12.3) est réalisé sur le premier bord du premier passage (12.4) sous la forme d'un tronc de cône creux dans le second élément de fermeture (12.2).
5°) Soupape de chambre accumulatrice selon la revendication 1, caractérisée par une rainure d'écoulement (12.5) est réalisée dans le second bord du premier passage (12.4) du second élément de fermeture (12.2).
6°) Soupape de chambre accumulatrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second siège de soupape (14.1) au bord du second passage (14.2) est un siège d'étanchéité plat.
7°) Soupape de chambre accumulatrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second élément de fermeture (12.1) est une pièce en matière plastique ou en métal.
8°) Soupape de chambre accumulatrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier ressort de compression (15.1) s'appui contre le premier élément de fermeture (12.1) et contre un bec de guidage (24) porté par le fond (22) d'un manchon de guidage (20).
9°) Soupape de chambre accumulatrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second ressort de compression (15.1) s'appuie contre le second élément de fermeture (12.2) et contre le fond '22) du manchon de guidage (20).10°) Système de freinage hydraulique de véhicule comportant un maître-cylindre (3.1), une unité de commande hydraulique et au moins un frein de roue (5.1),l'unité de commande hydraulique modulant la pression de frein, un frein de roue (5.1) d'un circuit de frein avec à chaque fois, une soupape d'inversion (4.1) pour au moins une soupape d'entrée (EV1, EV2), une soupape de sortie (AV1, AV2), une vanne d'arrêt (10) et une pompe de refoulement (RP), la soupape d'arrêt étant une soupape de chambre accumulatrice (10) à commande hydraulique selon l'une quelconques des revendications 1 à 9 intégrée dans la conduite d'aspiration reliant la pompe de refoulement (RP) et le maître-cylindre (3.3).15