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Title:
PNEUMATIC VALVE FOR BRAKING SYSTEMS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/099626
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention primarily relates to a pneumatic valve which limits the pressure level of a pneumatic fluid obtained by means of a low-pressure pneumatic fluid source (3) having a pneumatic element (5) using said pneumatic fluid, characterized in that said valve comprises a housing (11) wherein a skirt (21) is sealingly and slidingly mounted, said skirt dividing the inside of the housing (11) into a first chamber (17) and a second chamber (19), said housing comprising a first orifice (13) enabling the first chamber (17) to be fed by the source (3) of low-pressure pneumatic liquid, a second orifice (15) enabling the first chamber (17) and the element (5) to communicate with each other, and a third orifice (23) enabling the second chamber (19) to be fed with high-pressure pneumatic fluid, the first chamber (17) also comprising elastic means (27) for the return of said skirt (21), which are placed between the skirt (21) and the housing (11), said skirt (21) comprising means (33,41) for closing at least one communicating orifice (13, 15) between the vacuum source (3) and the pneumatic element (5).

Inventors:
CADEDDU LEONARDO (IT)
Application Number:
PCT/EP2003/005479
Publication Date:
December 04, 2003
Filing Date:
May 26, 2003
Export Citation:
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Assignee:
VHIT S P A VACUUM & HYDRAULIC (IT)
CADEDDU LEONARDO (IT)
International Classes:
B60T13/57; B60T17/00; F16K31/126; B60T13/52; G05D16/06; (IPC1-7): B60T13/57; F16K31/126; G05D16/06
Foreign References:
US4191090A1980-03-04
US2911994A1959-11-10
US3982553A1976-09-28
US3646758A1972-03-07
FR1302261A1962-08-24
FR1521470A1968-04-19
US4628959A1986-12-16
Attorney, Agent or Firm:
Hurwic, Aleksander (Service Brevets 12, rue de Stalingrad Drancy, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Valve pneumatique de limitation du niveau de pression d'un fluide pneumatique obtenue par une source de fluide pneumatique à basse pression (3) à un élément pneumatique (5) utilisant ledit fluide pneumatique caractérisée en ce que ladite valve comporte un carter (11) dans lequel est montée à coulissement étanche, une jupe (21), ladite jupe divisant l'intérieur du carter (11) en une première chambre (17) et en une seconde chambre (19), ledit carter comportant un premier orifice (13) permettant l'alimentation par la source (3) de fluide pneumatique à basse pression de la première chambre (17), un second orifice (15) mettant en communication la première chambre (17) et l'élément (5) et un troisième orifice (23) permettant l'alimentation en fluide pneumatique à haute pression de la seconde chambre (19), la première chambre (17) comportant également des moyens élastiques (27) de rappel de la jupe (21) interposés entre la jupe (21) et le carter (11), ladite jupe (21) comportant des moyens obturateurs (33,41) d'au moins un orifices de communication (13,15) entre la source (3) de vide et l'élément (5) pneumatique.
2. Valve pneumatique selon la revendication 1 caractérisée en ce que la jupe (21) comporte un obturateur (33) susceptible de coopérer avec un siège (35) formé sur la périphérie du premier orifice (13) de communication entre la première chambre (17) et la source (3) de fluide pneumatique à basse pression.
3. Valve pneumatique selon la revendication 2 caractérisée en ce que l'obturateur (33) est montée en saillie de la jupe (21) dans la première chambre (17).
4. Valve pneumatique selon la revendication 2 ou 3 caractérisée en ce que l'obturateur (33) comporte un capuchon (41) en élastomère pour confirmer l'étanchéité du contact entre l'obturateur (33) et la siège (35).
5. Valve pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que l'étanchéité entre la première chambre pneumatique (17) et la seconde chambre pneumatique (19) est réalisée au moyen d'une membrane déroulante (22) fixée à la fois sur le carter (11) et sur la jupe (21).
6. Valve pneumatique selon la revendication précédente caractérisée en ce que la jupe (21) comporte un premier et un second plateaux (53,55) fixés l'un à l'autre et en ce que la membrane déroulante (22) est pincée entre le premier et le second plateaux (53,55).
7. Valve pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que le fluide pneumatique à haute pression régnant dans la seconde chambre pneumatique (19) est de l'air à pression atmosphérique.
8. Système de freinage comportant un servomoteur d'assistance pneumatique au freinage (5), un maîtrecylindre (65) raccordé de manière étanche à au moins un frein (67) disposés au niveau de roues, une source de vide (3) caractérisé en ce qu'il comporte une valve pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes raccordée de manière étanche à la source de fluide pneumatique à basse pression (3) et au servomoteur (5), ledit servomoteur (5) formant l'élément pneumatique (5).
9. Système de freinage selon la revendication 8 caractérisé en ce que ladite source (3) de fluide pneumatique à basse pression est une admission d'air d'un moteur à combustion.
10. Système de freinage selon la revendication 8 caractérisé en ce que ladite source (3) en fluide pneumatique à basse pression est une pompe munie d'au moins une palette entraîné par un moteur électrique.
11. Système de freinage selon la revendication 8 caractérisé en ce que ladite source (3) de fluide pneumatique à basse pression est une pompe d'au moins une palette entraînée par le moteur d'un véhicule équipé dudit système de freinage.
Description:
VALVE PNEUMATIQUE POUR SYSTEMES DE FREINAGE La présente invention se rapporte principalement à une valve pneumatique de limitation du niveau de dépression en particulier à un valve pneumatique de limitation du niveau de basse pression permettant un contrôle accru du niveau de basse pression régnant dans au moins une des chambres d'un servomoteur d'assistance pneumatique au freinage, et à un système de freinage comportant une telle valve.

Les sources de dépression ou aussi appelé source de vide pour servomoteur d'assistance pneumatique au freinage de type connu comporte une pompe à vide pneumatique par exemple une pompe à palettes, en particulier une pompe mono palette comportant une première chambre d'aspiration du fluide pneumatique contenu dans une chambre du servomoteur, appelée chambre à basse pression et une seconde chambre de refoulement dudit fluide pneumatique provenant de la chambre à dépression du servomoteur, dite chambre d'expulsion.

II est également connu des dispositifs pour lesquels la source de vide est assurée par la dépression moteur d'un moteur à essence du véhicule comportant ledit servomoteur.

Aussi bien la pompe à vide que la dépression moteur permettent d'atteindre une valeur non contrôlable de basse pression, et en particulier pour la dépression moteur, le niveau de basse pression est susceptible de varier en fonction des variations du régime de fonctionnement du moteur.

De plus, il est parfois nécessaire de limiter le niveau de pression du fluide pneumatique fourni au servomoteur à une valeur prédéterminée supérieure à la valeur de basse pression pouvant tre atteinte grâce à la source de vide afin d'éviter des problèmes de fonctionnement du servomoteur du fait d'une trop

grande différence de pression entre les deux chambres du servomoteur.

II est connu d'assurer la régulation du niveau de pression régnant dans au moins une chambre d'un servomoteur par la mise en oeuvre d'un capteur de pression mesurant la pression régnant dans la chambre à basse pression du servomoteur et permettant la commande d'une électrovanne interrompant la communication entre le servomoteur et la source de dépression. L'information de la valeur de la pression mesurée par le capteur de pression est transmise à un calculateur électronique qui envoie à l'électrovanne un ordre adapté. Cependant ces dispositifs sont d'un prix de revient élevé du fait du prix d'un capteur de pression, de celui de l'électrovanne et de la complexité de montage du capteur dans le servomoteur et du raccordement électrique au calculateur. De plus, la mise en place du capteur de pression nécessite un orifice pratiqué dans l'enveloppe du servomoteur, l'étanchéité étant réalisé par exemple par un joint, or du fait de la déformation de l'enveloppe du servomoteur lors d'une phase de freinage, la. présence d'orifices dans t'enveloppe est susceptible d'tre le siège de fuites réduisant le rendement du servomoteur et pénalisant le confort du conducteur sans que celles-ci soient toutefois dangereuses pour le conducteur.

C'est par conséquent un but de la présente invention d'offrir un moyen fiable et de montage facile. permettant de limiter dans un élément utilisant un fluide pneumatique à basse pression obtenue par une source de vide, la valeur de la pression dudit fluide pneumatique à une valeur supérieure prédéterminée à la valeur de pression obtenue avec une source de vide.

C'est également un but de la présente invention d'offrir un tel moyen ayant en plus un faible coût de revient.

Ces buts sont atteints par une valve comportant des moyens de clapet, disposée entre une source de vide et un élément utilisant un fluide pneumatique à basse pression obtenu par la source de vide, les moyens de clapet étant sensibles à la variation du niveau de pression obtenu par la source de vide et interrompant l'aspiration du fluide pneumatique dans l'élément par la source de vide lorsque le niveau de pression détecté est inférieur à une valeur prédéterminée.

En d'autres termes, il s'agit d'une valve comportant un obturateur soumis sur une première de ses faces à une basse pression et sur une seconde face opposée à la première face à une haute pression, ledit obturateur étant mobile sous la différence de pression et susceptible d'interrompre la communication entre la source de vide et l'élément, pour une valeur de différence pression prédéterminée.

La présente invention a principalement pour objet une valve pneumatique de limitation du niveau de pression d'un fluide pneumatique obtenue par une source de fluide pneumatique à basse pression à un élément pneumatique utilisant ledit fluide pneumatique caractérisée en ce que ladite valve comporte un carter dans lequel est montée à coulissement étanche, une jupe, ladite jupe divisant l'intérieur du carter en une première chambre et en une seconde chambre, ledit carter comportant un premier orifice permettant l'alimentation par la source de fluide pneumatique à basse pression de la première chambre, un second orifice mettant en communication la première chambre et l'élément et un troisième orifice permettant l'alimentation en fluide pneumatique à haute pression de la seconde chambre, la première chambre comportant également des moyens élastiques de rappel de la jupe interposés entre la jupe et le carter, ladite jupe comportant des moyens obturateurs, d'au moins un orifices

de communication, entre la source de vide et l'élément pneumatique.

La présente invention a également pour objet une valve pneumatique caractérisée en ce que la jupe comporte un obturateur susceptible de coopérer avec un siège formé sur la périphérie du premier orifice de communication entre la première chambre et la source de fluide pneumatique à basse pression.

La présente invention a également pour objet une valve pneumatique caractérisée en ce que l'obturateur est montée en saillie de la jupe dans la première chambre.

La présente invention a également pour objet une valve pneumatique caractérisée en ce que l'obturateur comporte un capuchon en élastomère pour confirmer l'étanchéité du contact entre l'obturateur et la siège.

La présente invention a également pour objet une valve pneumatique caractérisée en ce que l'étanchéité entre la première chambre pneumatique et la seconde chambre pneumatique est réalisée au moyen. d'une membrane déroulante fixée à la fois sur le carter et sur la jupe.

La présente invention a également pour objet une valve pneumatique caractérisée en ce que la jupe comporte un premier et un second plateaux, fixés l'un à l'autre et en ce que la membrane déroulante est pincée entre le premier et le second plateaux,.

La présente invention a également pour objet une valve pneumatique caractérisée en ce que le fluide pneumatique à haute pression régnant dans la seconde chambre pneumatique est de l'air à pression atmosphérique.

La présente invention a également pour objet un système de freinage comportant un servomoteur d'assistance pneumatique au freinage, un maître-cylindre raccordé de manière étanche à au moins un frein disposés au niveau de roues, une source de vide caractérisé en ce qu'il comporte une valve pneumatique selon la présente invention raccordée de manière étanche à la source de fluide pneumatique à basse pression et au servomoteur, ledit servomoteur formant l'élément pneumatique.

La présente invention a également pour objet un système de freinage caractérisé en ce que ladite source de fluide pneumatique à basse pression est une admission d'air d'un moteur à combustion.

La présente invention a également pour objet un système de freinage selon la caractérisé en ce que ladite source en fluide pneumatique à basse pression est une pompe munie d'au moins une palette entraîné par un moteur électrique.

La présente invention a également pour objet un système de freinage caractérisé en ce que ladite source de fluide pneumatique à basse pression est une pompe d'au moins une palette entraînée par le moteur d'un véhicule équipé dudit système de freinage.

La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des figures annexées données comme exemples non limitatifs pour lesquelles l'avant et l'arrière correspondent respectivement à la gauche et à la droite des dessins et sur lesquels :

La figure 1 est une vue de détail en coupe d'une valve pneumatique de limitation du niveau de basse pression selon la présente invention ; La figure 2 est un schéma d'un système de freinage comportant une valve de limitation du niveau de basse pression selon la figure 1.

Les termes « vide » et « dépression » appliqués à des niveau de pression correspondent par exemple pour un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage à des pressions inférieures à la pression atmosphérique et en particulier comprise entre 0 Pa et 95000 Pa.

Sur la figure 1 on peut voir une valve 9 selon la présente invention comportant un carter 11 muni d'un premier et d'un second orifices de communication 13,15 reliés respectivement de manière étanche à une source de vide, par exemple une pompe à vide ou l'alimentation en air d'un moteur à explosion (non représentée), et à un élément utilisant un fluide pneumatique à basse pression (non représenté), par exemple un servomoteur d'assistance pneumatique au freinage, la source de dépression et le servomoteur étant reliés de matière étanche par un conduit d'alimentation (non représenté), la communication entre la source de dépression et l'élément utilisant le fluide pneumatique à basse pression étant susceptible d'tre obturé de manière étanche par la valve 9 pour une valeur de pression inférieure à une valeur prédéterminée P.

Le carter 11 est avantageusement formé par une gamelle 43 formant la paroi avant 31 du carter 11 et dans laquelle sont pratiqués les orifices 13 et 15, et un couvercle 45 portant la paroi arrière du carter 11, la gamelle 43 et le couvercle 45 étant reliés l'un à l'autre de manière fixe, par exemple par un système vis- écrou.

La valve comporte également une première et une seconde chambres pneumatiques 17,19 séparées de manière étanche par une jupe 21 montée à coulissement dans le carter 11, l'étanchéité étant réalisée par une membrane déroulante 22 fixée à la fois sur le carter et sur la jupe 21, la membrane étant avantageusement réalisée en élastomère, par exemple en caoutchouc. On pourrait cependant prévoir que l'étanchéité soit réalisée par un joint monté sur la périphérie radialement externe de la jupe 21 en glissement sur la paroi interne du carter ou tout autre moyen d'étanchéité.

Dans l'exemple représenté, l'étanchéité entre la gamelle 43 et le couvercle 45 est assurée par l'extrémité radialement externe de la membrane déroutante 22 par pincement entre une extrémité radialement externe du couvercle 45 et une extrémité radialement externe de la gamelle 43.

Mais il est bien entendu envisageable de réaliser l'étanchéité par un joint, par exemple par un joint plat pincé entre les extrémités radialement externes de la gamelle 43 et du couvercle 45.

La première chambre pneumatique 17, que l'on appellera chambre avant est en communication avec la source 3 de dépression et avec l'élément respectivement par des premier et second orifices 13 et 15.

La seconde chambre pneumatique 19 ou chambre arrière est alimente avec un fluide pneumatique à haute pression, par exemple à pression atmosphérique. Dans l'exemple représenté, la seconde chambre 19 est en communication avec l'environnement extérieur et est alimenté avec de l'air à pression atmosphérique par un troisième orifice 23 pratiqué dans le couvercle 45 du carter.

Un moyen élastique de rappel 27, avantageusement un ressort cylindrique est disposé dans la chambre avant 17 monté en compression entre la jupe 21 et une face arrière 29 de la gamelle 43 du carter 11.

La valve comporte également un obturateur 33 porté par la jupe 21 et un siège 35 susceptible de recevoir l'obturateur 33 lorsque la valve 9 ferme la communication entre la source de vide et l'élément alimenté en dépression.

Dans l'exemple de réalisation représenté, le siège 35 est formé par un bourrelet 37 annulaire entourant l'orifice 13 mettant en communication l'intérieur de la chambre avant 17 et la source 3 de fluide de vide. Il est bien entendu qu'il est envisageable d'obturer le second orifice de communication 15 entre le chambre 17 et la source 3 prévu au lieu d'obturer le premier orifice 13, ou bien d'obturer simultanément les premier 13 et second 15 orifices de communication.

L'obturateur 33 est de manière préféré rapporté de manière fixe sur la jupe 21 et vient en contact avec le siège 35, l'obturateur 33 étant avantageusement formé par une pièce de forme sensiblement cylindrique 36 en saillie de la jupe 21 dans la chambre 17.

Dans le mode de réalisation représenté, la jupe 21 comporte un passage 39 dans lequel est montée de manière fixe par sertissage la pièce 36. On peut cependant prévoir que la pièce 36 soit fixé sur la jupe par collage ou vissage.

II est également envisageable de prévoir que la jupe 21 forme directement obturateur et vienne s'appliquer sur le siège 35, par exemple l'obturateur serait formé par emboutissage s'il est nécessaire que l'obturateur soit en saillie du plan principal contenant la jupe 21.

L'obturateur 33 comporte avantageusement une pièce en caoutchouc 41 de l'obturation, formant capuchon et recouvrant l'extrémité longitudinale avant de la pièce cylindrique 36 pour confirmer l'étanchéité du contact de l'obturateur 33 sur le siège 35.

La jupe 21 est avantageusement formée par un premier et un second disques 53,55 reliés de manière fixe. Dans l'exemple

représenté, le premier et le second disques comportent respectivement un orifice central 54,56 dans lequel est monté de manière traversante la pièce 36 formant obturateur 33, le maintien du premier et du second disques 53,55 l'un à l'autre étant réalisé par exemple par sertissage, plus particulièrement par déformation plastique de la périphérie extérieure de la pièce 36 autour des orifices 54,56. II est également prévu un orifice centrale 58 dans la membrane déroutante 22, l'orifice 58 étant de diamètre sensiblement égal à celui des orifices 54,56 des disques 53,55 et permettant le passage de l'obturateur 33 et la fixation par pincement de la membrane 22 entre le premier et le. second disques 53,55.

Cet exemple de réalisation permet avantageusement de réaliser de manière simple à la fois le montage de l'obturateur sur la jupe et le montage de la membrane 22 de manière étanche sur la jupe.

La jupe 21 est avantageusement au repos en appui sur des . ergots 57 formés sur la surface intérieure du couvercle 45.

Sur la figure 2, on peut voir un schéma d'ensemble d'un système de freinage S comportant une valve 9 selon la présente invention. Le système S de freinage selon la présente invention comporte un servomoteur 5 d'assistance pneumatique au freinage formant l'élément utilisant l'air à basse pression, et commandé par une tige d'actionnement 61 reliée à une pédale de frein 63 actionnable par le conducteur, un maître cylindre 65 disposé relativement au servomoteur 5 à l'opposé de la pédale de frein 63 et fixé audit servomoteur et reçoit l'assistance fournie par celui par l'intermédiaire d'une tige de poussée (non représentée).

Le maître cylindre 65 est relié de manière étanche par des conduits hydrauliques 68 à au moins un frein 67 disposé au niveau d'une roue, avantageusement quatre freins sur quatre

roues. Le servomoteur d'assistance pneumatique au freinage 5 comporte une chambre à dépression (non visible) reliée de manière étanche à une source de vide 3, par exemple une pompe à vide électrique. Entre la pompe à vide 3 et la chambre à dépression du servomoteur est interposée la valve 9 selon la présente invention, la connexion de la vanne 9 à la pompe à vide 3 et au servomoteur 5 est identique à celle décrite pour la figure 2.

La valve 9 selon la présente invention est avantageusement fixé sur l'enveloppe du servomoteur 5 ou sur l'enveloppe de la source de vide dans le cas où la source 3 est une pompe à vide.

Sur le schéma de la figure 2, la valve 9 n'est pas représentée solidaire du servomoteur ou de la pompe à vide afin de rendre le schéma plus clair.

Le fonctionnement d'un servomoteur et d'un maître- cylindre, ainsi que la coopération du servomoteur avec le maître- cylindre étant bien connus de l'homme du métier, ils ne seront pas décris plus en détail.

Nous allons maintenant décrire le fonctionnement de ladite vanne dans un système de freinage selon la figure 3.

Pour une valeur de pression de l'air obtenu par la pompe à vide supérieure à une valeur prédéterminée P, la chambre à dépression est en communication avec pompe à vide 3 par l'intermédiaire de la chambre 17 de la valve 9 selon la présente invention.

Lorsque ta pression fournie par la source de vide 3 est inférieure à la valeur prédéterminée P, et donc la pression régnant dans la chambre 17 est inférieure à la valeur prédéterminée P, la jupe 21 se déplace en translation vers l'avant sous le différentiel de pression régnant entre les chambres 17 et

19, emportant l'obturateur 33 qui vient s'appliquer sur le siège 35 et interrompre la communication entre la source 3 et le servomoteur 5. Ainsi, la pression régnant dans la chambre 2 du servomoteur est fixée sensiblement à la valeur P prédéterminée.

Lorsque la pression dans la chambre 17 augmente, c'est à dire lorsque le servomoteur est sollicitée lors d'une phase de freinage, et que la pression dans la chambre de dépression 17 devient supérieure à la valeur prédéterminée P, l'obturateur 33 se décolle du siège 35 permettant une communication entre la source de vide 3 et la chambre dépression 62 du servomoteur 5 par la source 3 vide. Et ceci jusqu'à ce que la valeur de la pression régnant dans ta chambre 17 devienne inférieure à la valeur prédéterminée P.

L'ouverture et la fermeture de la valve 9 et par conséquent la valeur de pression prédéterminée P est égale au produit de la surface de la jupe par la différence de pression régnant entre les chambres 17 et 19 retranché de la charge du ressort 27 au moment où l'obturateur 33 vient en contact du siège 35. II est ainsi facile de modifier la valeur prédéterminée P de fermeture et d'ouverture d. e la valve en modifiant la charge du ressort 27.

Dans le mode préféré de réalisation, le ressort 27 est un ressort hélicoïdal cylindrique simple, mais il est bien entendu qu'un ressort hélicoïdale multiple, conique simple ou double ou tout autre type de moyen élastique de rappel convient.

La géométrie du moyen élastique 27 permet pour une valeur de pression supérieure à P de permettre une levée de l'obturateur 33 relativement au siège 35 évitant toute perte de charge entre le servomoteur 5 et la source de dépression 3.

Il est bien entendu que la valve selon la présente invention s'applique à tout système fonctionnant avec un fluide

pneumatique à basse pression et nécessitant de limiter à une valeur inférieure la valeur de la basse pression, par exemple 95000 Pa.

On a bien réalisé un valve pneumatique de limitation du niveau de pression dans la chambre à dépression d'un servomoteur pneumatique d'assistance au freinage. simple et fiable, et de montage simplifié dans un système de freinage de type connu.

La présente invention s'applique notamment à l'industrie automobile.

La présente invention s'applique principalement à l'industrie de systèmes de freinage pour véhicules automobiles et notamment pour voitures particulières.