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Société Anonyme DES ATELIERS GAMAIN , Société Anonyme Pompe sans soupape.
La présente invention, due à Monsieur LEPERSONNE, est relative aux compresseurs pour freins et transmissions hydrau- liques du type compound comportant deux pistons de diamètres différents dont l'un, piston basse pression ou BP, sert à déplacer un volume relativement important de liquide pour une course donnée et l'autre piston haute pression ou HP, à déplacer un volume de liquide relativement faible et à créer une pression élevée ;
lacontre-pression dans le cylindre BP étant contrôlée par un organe de commande à rappel élastique ayant une petite surface soumise à la pression HP et une grande surface soumise à la p ression BP et le rapport entre ces sections étant inférieur au rapport des sections des pistons HP et BP de façon à réduire progressivement la dite contre-pression à mesure que la pression HP s'élève.
L'invention a pour objet un compresseur perfectionné de ce type remarquable notamment en ce que le cylindre BP communique avec une capacité variable dont les variations de volume sont commandées par un piston compensateur actionné par l'organe
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de commande qui contrôle la contre-pression dans le cylindre HP, ce qui supprime toute possibilité de communication intempestive entre les cylindres et le réservoir de liquide, et permet grâce à l'action des pressions HP et BP sur ce piston compensateur de supprimer toute transmission saccadée et de réaliser une progressivité parfaite.
Suivant une autre caractéristique, le piston compensateur, après avoir parcouru une course telle que la contrepression dans le cylindre BP soit tombée au dessous d'une certaine limite, est soumis à une pression extérieure additionnelle, par exemple celle d'un ressort, provoquant une nouvelle contre-pression dans le cylindre BP et améliorant encore la progressivité de la transmission.
Selon une autre caractéristique, le piston compensateur coopère avec une butée limitant son déplacement de façon à produire à fin de course de serrage une augmentation considérable de la contre-pression et à. limiter ainsi la pression HP développée par le compresseur, quel que soit à ce moment l'effort appliqué au piston.
Selon encore une autre caractéristique, une soupape est placée dans le piston compensateur qui s'ouvre lorsque celui-ci a effectué un trajet déterminé de façon à limiter son déplacement.
Selon une autre caractéristique, également, le piston étagé peut se déplacer d'une quantité déterminée par rapport au poussoir sous l'action d'un ressort antagoniste prenant appui sur ce poussoir et dont la tension est supérieure à celle du ressort rappelant le piston étagé vers l'arrière, ce déplacement ayant pour résultat d'obturer la lumière mettant le cylindre BP en communication avec le réservoir et
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de maintenir au repos une pression résiduelle positive à l'intérieur des canalisations et récepteurs.
Selon une autre variante, la pression résiduelle peut être créée et maintenue par le jeu d'une soupape ou d'une valve glissante placée à l'entrée du cylindre BP entre celui-ci et l'orifice d'alimentation du compresseur en liquide.
D'autres caractéristiques apparaitront au cours de la description qui va suivre.
Aux dessins annexés et donnés uniquement à titre d'exemple: :La fig.l est une coupe longitudinale suivant son axe du compresseur suivant l'invention.
La fig. 2 est une coupe partielle analogue à celle de la fig.l et montrant une autre tonne d'exécution de l'invention.
La fig.3 représente une variante de l'invention découlant de celle de la fig. 2 mais dans laquelle se trouve figurée la soupape placée dans le piston compensateur et un autre moyen utilisé pour créer la pression résiduelle.
La fig.4 représente une variante montrant le moyen de créer et de maintenir la pression résiduelle.
Conformément au mode d'exécution représenté à la fig.l le compresseur suivant l'invention se compose d'un corps 1 comportant deux alésages coaxiaux 2 et 3 dont le plus petit 3 est vissé en 4 à l'intérieur du plus grand 2 avec interposition d'un joint étanche 5 et se termine par une douille 6 reliée aux canalisations et aux récepteurs. Ce corps 1 comporte de plus une douille 7 destinée à être reliée à un réservoir contenant le liquide et qui peut être mise en communication par une lumière 8 avec 1'alésage 2.
A l'intérieur des deux alésages 2 et 3 peut coulisser un piston étagé 9,10, dont la partie de plus petit diamètre 10 ou
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piston HP, coulisse à l'intérieur de l'alésage 3 ou cylindre HP et est munie d'une garniture d'étanchéité 12 et dont la partie de plus grand diamètre 9 ou piston BP coulisse à l'intérieur de l'alésage 2 ou cylindre BP et est munie d'une garniture d'étanchéité 11 obturant au repos la lumière 8.Le piston étagé 9,10 est rappelé vers l'arrière par un ressort 13 prenant appui sur le fond du cylindre 2 BP, et il est actionné vers l'avant par un poussoir 14 sur lequel est vissée en 15 une douille 16 coulissant dans l'alésage 2, munie d'une garniture d'étanchéité 17 dont le mouvement vers l'arrière est limité par un système de butée 18 solidaire du corps 1.
La douille 16 comporte un prolongement 19 pouvant par son rebord circulaire 20, entrer en contact avec un prolongement arrière 21 du piston BP 9 et pouvant coulisser à l'intérieur d'un alésage 22 pratiqué dans la partie arrière du piston BP 9 et le mouvement relatif de la douille 16 par rapport au piston BP 9 étant limité par une butée 23 solidaire de cette douille 16 et se déplaçant dans une encoche 24 pratiquée dans le prolongement arrière 21 du piston BP 9.
A l'intérieur du piston étagé 9,10 est ménagé un alésage coaxial 25 dans lequel peut coulisser un piston 26 dont la tête 27 munie d'une garniture d'étanchéité 28, se déplace dans l'alésage 22 pratiqué à l'arrière du piston BP 9 et communiquant par des ouvertures 29 avec une chambre annulaire 30 entourant le prolongement arrière 21 du piston BP 9 et qui peut elle même être reliée avec la douille 7 et le réservoir à liquide par la lumière 31 pratiquée dans le corps 1.
Le piston compensateur 26 est constamment rappelé à fond de course par un ressort 32 prenant appui sur le
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poussoir 14 et dont la tension est supérieure à celle du ressort 13 et il comporte une cavité 33 dans laquelle peut pénétrer un prolongement 34 du poussoir 14 autour duquel est disposé un ressort 35 prenant appui sur le poussoir 14 et pouvant, lorsque le piston compensateur 26 recule, entrer en contact avec les bords de la cavité 33.
A l'extrémité, du côté HP, du piston compensateur 26 est vissée en 36 une tige creuse 37 constituant l'organe de commande.
Cette tige creuse 37 coulisse dans un alésage 38 pratiqué dans le piston HP 10, elle est fermée à son extrémité 39 et elle comporte des lumières 40 découvertes lorsque le piston 26 est à fond de course, mais pouvant être obturées lorsque le piston 26 recule par rapport au piston HP 10, soit par les parois de l'alésage du piston HP, soit par une garniture annulaire 41 fixée dans une rainure 42 pratiquée à l'extrémité du piston HP 10 et indépendante de la garniture 12 de ce piston 10. La tige creuse 37 communique avec le cylindre BP 2 par le conduit 43, les conduits 44 et 45 ménagés dans le piston 26 et les conduits 46 ménagés dans la paroi de l'alésage 25.
Si s et S sont les sections respectives des pistons HP et BP et si et Sl les sections respectives de la tige 37 soumise à l'action de la pression HP et du piston compensateur 26,27, soumis à l'action de la pression BP, ces différentes sections sont telles que le rapport, si soit inférieur au rapport s
S1 S
Enfin la compresseur comporte une douille 50 reliée par le conduit 51 à la douille 7. Dans cette douille 50, fermée par le bouchon fileté, 52 se trouve une soupape 53 à ressort 54 pouvant mettre la douille 50 en communication avec le cylindre BP 2 par le conduit 55.
Le siège 56 de la soupape 53 forme clapet et il est fortement appliqué sur le fond inférieur de la douille
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50 par un ressort 57 prenant appui'sur le fond du bouchon fileté 52 ce qui permet, par desserrage de ce bouchon 52 de diminuer ou de supprimer la tension du dit ressort 57.
Ce compresseur fonctionne en quatra phases : Au cours de la première phase on agit sur le poussoir 14 dans le sens de la flèche f, le rebord 20 de la douille 16 entre en con- tact avec le prolongement arrière 21 du piston étagé 9,10 et l'ensemble poussoir 14, douille 16, piston étagé 9,10 et piston compensateur 26 repoussé par le ressort 32, se déplace dans le sens de la flèche f. La lumière 8 mettant le cylindre BP en communication avec le réservoir est obtu- rée, les lumières 40 sont ouvertes, mettant en communication par les conduits 46, 45, 44 et 43, le cylindre BP avec le cylindre HP, le liquide comprimé par le piston HP est envoyé directement vers les récepteurs et le liquide com- primé par le piston BP et le piston compensateur 26 est ¯envoyé vers le cylindre HP par les lumières 40.
On voit donc que les trois pistons: HP 10, BP 9 et piston compensateur 26 concourent à refouler le liquide vers les récepteurs. Les pressions HP et BP augmentent simultanément.
Au cours de la seconde phase, las pressions BP et HP ayant atteint une certaine valeur agissent sur la surface annulaire du piston compensateur 26 (pression BP) et sur la tige 37 (pression HP) et le piston compensateur 26 recule en comprimant le ressort 32 et en créant à l'arrière du piston BP 9 une capacité de volume croissant dans la- quelle s'introduit le liquide comprime par le piston BP.
Le liquide de la cavité 22 situé derrière le piston
27 est refoulé vers le réservoir par les orifices 29 ; la chambre annulaire 30 et la lumière 31 et le recul du piston
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compensateur 26 provoque également l'obturation des lumières 40 par la garniture 41. On voit donc qu'à ce moment, seul le piston HP sert à l'envoi du liquide vers les récepteurs, les pistons BP et compensataur 26 étant isolés de ces récepteurs.
La contrepression agissant sur le piston BP diminue pendant que la pression HP augmente. Après une course déterminée du piston compensateur 26 et lorsque la contre-pression sur le piston BP est descendue au dessous d'une certaine valeur, par exemple s'est annulée, le piston compensateur 26 entre en contact avec le ressort 35.
Au cours de la troisième phase, le piston compensateur 26 entre en contact avec le ressort 35, une nouvelle contrepression agissant sur le piston BP apparaît, contre-pression qui augmente au fur et à mesure que les ressorts 32 et 35 se compriment, et modifie la proportionnalité entre la croissance de la pression motrice et celle de l'effort appliqué au piston étagé.
Enfin, au cours de la quatrième phase le prolongement' 34 du poussoir 14 qui a pénétré dans la cavité 33 du piston 26 entre en contact avec le fond de cotte cavité 33 en formant butée pour le piston compensateur 26 dont le mouvement de recul s'arrête. A ce moment les lumières 40 et la lumière 8 étant obturées et la cavité située à l'arrière du piston BP 9 et entre ce piston BP et le piston compensateur 26 étant une cavité fermée, le piston BP 9 vient buter contre le liquide contenu dans le cylindre BP 2 qui constitue une enceinte fermée, le mouvement du piston étagé 9,10 s'arrête et si l'on continue à agir sur le poussoir 14 la pression BP augmente pratiquement sans déplacement'des pistons, étant donné la très faible compressibilité du liquide;
ce qui fait que la pression du liquide
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envoyé au récepteur reste la même. On voit que la butée du piston 26 sur le prolongement 34 du poussoir 14 permet de limiter la pression maximum communiquée au liquide quel que soit l'effort exercé sur le piston étagé 9,10.
Au retour et dès que l'effort exercé sur le poussoir 14 est supprimé le piston étagé 9,10 est ramené à sa position de repos sous l'action combinée du ressort 13 et de la pression du liquide refoulé par les récepteurs, le piston compensateur 26 revient également à sa position de repos, le liquide pénètre à nouveau par la lumière 31, la chambre annulaire 30 et les orifices 29 dans la cavité 22, et les lumières 40 sont à nouveau découvertes mettant en communication les récepteurs, les canalisations, le cylindre HP, le cylindre BP et le réservoir par la lumière 8 qui est alors découverte. Sous l'action de la dépression créée dans le cylindre BP par le brusque retour en arrière du piston BP, la soupape 53 s'ouvre et le liquide du réservoir pénètre dans le cylindre BP par l'orifice 55 comblant ainsi la dépression dans ce cylindre.
On peut supprimer la soupape 53 et réaliser la réalimentation en liquide du cylindre BP par la déflexion de la garniture d'étanchéité du piston BP qui se produit lorsqu'une dépression est créée dans ce cylindre ce qui force le liquide situé derrière le piston dans la chambre 30 à passer dans ce cylindre.Tant que la pression du liquide refoulé par les récepteurs est suffisante, le piston étagé 9,10 comprime le ressort 32 et la lumière 8 reste découverte permettant au liquide de retourner vers le réservoir.
Mais, dès que la pression dans les cylindres descend au dessous d'une certaine limite déterminée par la différence de tension des ressorts
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32 et 13, le ressort 32 qui a une tension supérieure à celle du ressort 13 devient prépondérant, le piston étagé 9,10 se , déplace de nouveau dans le sens de la flèche f d'une quantité égale ou inférieure au jeu de la butée 23 à l'intérieur de l'encoche 24 et jusqu'à ce que la lumière 8 soit à nouveau obturée, ce qui permet de maintenir dans les canalisations et récepteurs une pression résiduelle positive déterminée.
Si par suite d'un échauffement au repos, le liquide contenu dans les canalisations et récepteurs se dilate, il comprime à nouveau le ressort 32, la lumière 8 se découvre et le liquide peut s'échapper vers le réservoir jusqu'à ce que la pression résiduelle soit redescendue à la valeur choisie.
Si, au contraire, le liquide à tendance à se contracter, le ressort 32 fait avancer légèrement le piston étagé 9,10 jusqu'à ce que la pression résiduelle atteigne la valeur choisie.
Ainsi qu'il a déjà été indiqué, si, au cours du fonction- nement, une dépression apparait dans le cylindre BP, la soupape
53 s'ouvre et permet au liquide du réservoir de pénétrer dans le cylindre BP et de combler cette dépression.
Enfin, au cours du remplissage du compresseur, on desserre le bouchon fileté 52 de façon à diminuer ou à supprimer la tension du ressort 57, l'air comprimé par le piston BP provoque le soulèvement du siège 56 formant clapet et peut ainsi s'échapper vers le réservoir.
Il ressort de cette description que le compresseur sui- vant l'invention permet de réaliser l'approche des segments de frein avec un trajet réduit des pistons moteurs, il permet également le passage progressif de la phase basse pression à la phase haute pression, la modification en cours du fonction- nement de la proportionnalité entre l'effort moteur et l'effort
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de freinage et la limitation à une valeur prédéterminée de l'effort de freinage maximum et de la pression résiduelle.
Il est à remarquer que le passage de la première à la seconde phase n'est entièrement progressif que si le rapport entre la section de la tige et celle du piston compensateur est au plus égal au rapport entre la section du piston HP et celle du piston BP.
Il est à remarquer également que pour réaliser un ou plusieurs paliers supplémentaires dans la proportionnalité de l'effort de freinage à l'effort moteur on pourrait placer un ou plusieurs ressorts analogues au ressort 35 en retrait par rapport à lui et les uns par rapport aux autres.
Enfin il convient de signaler que le dispositif utilisé pour maintenir la pression résiduelle permet au repos de maintenir remplis de liquide sous pression non seulement les canalisations et récepteurs mais également les cylindres du compresseur grâce à la communication réalisée par l'ouverture au repos des lumières 40, de façon à vaincre les résistances passives de l'ensemble mobile dans les cylindres et d'assurer un démarrage immédiat.
A la fig.2 on a représenté une variante d'exécution du compresseur suivant l'invention. Dans ce mode d'exécution la communication entre le cylindre BP et le cylindre HP est réalisée au moyen de la lumière 60 ménagée dans la paroi du cylindre HP découverte au repos et qui est obturée par la garniture 12 dès que le piston étagé 9,10 commence son mouvement dans le sens de la floche f, et au moyen d'une soupape 61 soumise à l'action du ressort de rappel 62 et s'ouvrant uniquement dans le sens qui met en communication le cylindre BP avec le cylindre HP au moyen de la tige
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creuse 37 qui ne comporte plus de lumières 40 mais est ouverte à son extrémité, la garniture 41 ayant simplement pour objet d'assurer l'étanchéité entre cette tige creuse 37 et son logement dans l'extrémité du piston HP.
Le fonctionnement dans le cas du mode d'exécution de la fig. 2 est semblable au précédent avec cependant les différences suivantes.
Au cours de la seconde phase le piston BP au lieu d'être isolé des récepteurs en même temps que le piston compensateur 26, ne cesse d'envoyer du liquide vers ces récepteurs que lorsque la pression dans le cylindre BP est devenue inférieure à la pression dans le cylindre HP, ce qui entraîne la fermeture de la soupape 61 et par conséquent la mise hors d'action du piston BP par rapport aux récepteurs.
La, variante représentée fig. 3 ne diffère de celle de la fig. 2 que par le placement, dans la partie arrière 27 du piston compensateur de la soupape 72 rappelée en position de fermeture par le ressort 73 et s'ouvrant contre la pression du liquide contenu dans le cylindre BP, cette soupape portant les lumières 74 et étant terminée par une tige qui peut venir buter contre le prolongement 76 du poussoir 14, ainsi que par la position de la soupape 61, mettant les cylindres BP et HP en communication et par le dispositif utilisé pour créer la pression résiduelle, soupape, dont l'étanchéité est réalisée par la, garniture 41, et qui coulisse sur le prolongement 37 de la tige du piston compensateur qui débouche dans le cylindre HP;
elle est rappelée sur son siège par le ressort 80 qui prend appui sur la butée 84 solidaire de la tige 37, butée qui limite la levée de la soupape 61.
Si l'on donne à la face de la soupape 61 soumise à l'action
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de la pression du cylindre BP une section inférieure à celle du piston compensateur soumise à la même pression, l'action de ce dernier sera prépondérante de sorte que celui-ci, dès qu'il commencera à se déplacer sous l'action de la pression BP, tendra à faire se fermer la soupape 61, agissant ainsi favorablement pour réduire la perte de course.
L'alésage 25 est rétréci en 86 de façon que, en cas de manoeuvre brutale des pistons, le coup de bélier du liquide dirigé vers le piston compensateur soit amorti, ce qui évitera le déplacement prématuré de ce piston et assurera le fonctionnement régulier de la basse pression.
Quant à la pression résiduelle, elle sera créée par le jeu de la soupape 81 sur laquelle agit le ressort 82; dès que la garniture 11 du piston BP aura découvert la lumière 8 dans son trajet de retour, le liquide en excédent dans les cylindres,tuyauteries et récepteurs sera refoulé vers le réservoir en soulevant la soupape 81 qui se refermera sous l'action de son ressort lorsque la pression sera tombée à la valeur requise.
Lorsque le piston compensateur 27 recule contre son ressort de rappel 32 sous l'action combinée des pressions BP et HP, la tige de la soupape 72 vient buter, après qu'il a accompli un trajet déterminé, contre la butée 76, ce qui provoque l'ouverture de la soupape et l'écoulement d'un certain volume de liquide du cylindre BP vers le réservoir par les conduits 24,30 et 31; au moment où s'ouvre la soupape 72, la soupape 61 est déjà fermée par suite de la chute de pression qui s'est produite dans le cylindre BP dès le début du mouvement de retrait du piston compensateur; les
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deux soupapes 61 et 72 ne peuvent donc être ouvertes en même temps ce qui supprime tout danger de communication intempestive entre le cylindre HP et la réservoir, qui se produirait s'il y avait ouverture simultanée de ces soupapes.
Aussitôt que la pression est tombée dans le cylindre BP par suite de la sortie du liquide, le piston compensateur est légèrement repoussé par son ressort de rappel, ce qui provoque la fermeture de la soupape 72 ; si l'on continue à agir sur le poussoir 14, la pression augmentant dans le cylindre HP, le piston compensateur recule à nouveau, la soupape 72 s'ouvre et un nouveau volume de liquide est expulsé du cylindre BP y provoquant un nouvel abaissement de pression ; une valeur donnée de la pression dans le cylindre HP, la soupape 72 reste constamment ouverte ce qui amène la suppression de toute contrepression dans le cylindre BP, le liquide s'écoulant par les rainures 75 du siège 71 de la soupape 72.
Si, au lieu d'impulsions successives, on communique un mouvement continu aux pistons, ces phénomènes d'ouverture et de fermeture du pointeau se succéderont à une vitesse croissant avec la vitesse du mouvement des pistons et, pour une vitesse suffisamment grande, on pourra considérer que la chute de la BP, au lieu de suivre une allure saccadée, deviendra continue, proportionnellement à l'élévation, elle-même continue, de la HP mais, dans tous les cas, la BP ne pourra s'abaisser que progressivement et en proportion de l'élévation corrélative de la HP, ce qui confère au dispositif la progressivité revendiquée du passage de la BP à la HP et cela quelle que soit la vitesse du mouvement des pistons.
Le rôle de la soupape 72 est de permettre de réduire la section et le déplacement du piston compensateur, donc la
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tension du ressort 32 et, comme conséquence celle du ressort de rappel 13 du piston étagé 9,10, ainsi que la longueur du ressort 32 et du compresseur pour une course donnée des pistons.
Dans la variante (fig.4) , la soupape 81 est remplacée par le tiroir 81, muni de la garniture d'étanchéité 87 et soumis à l'action du ressort 90 ; ce tiroir coulisse dans le cylindre 88 appuye sur le joint 94 par le ressort 89 dont la tension est réglée en conséquence; dans la cylindre 88 sont percées les lumières 91 et 92 et dans le tiroir 81 les lumières 93.
Sous l'action de la pression du liquide du cylindre BP, qui agit sur le tiroir 81 par la lumière 8, celui-ci se déplace contre son ressort 90, la garniture 87 découvre les lumières 91 et le liquide en excès retourne au réservoir en passant par les lumières 92 et 93. Le tiroir prend une position d'équilibre, en obturant les lumières 91, et maintient une certaine pression dans les cylindres, tuyauteries et récepteurs.
Si.la pression du liquida augmente par suite d'élévation de température, le tiroir 88 est repoussé, les lumières 91 sont découvertes et l'excédent de liquide s'écoule vers le réservoir; en cas de contraction du liquide, le tiroir est poussé par son ressort de façon à maintenir sous pression le liquide contenu dans les cylindres, tuyauteries et récepteurs.
Il est évident que l'on pourra appliquer la soupape 72 au piston compensateur du compresseur représenté fig.l.
On pourra également appliquer les modes de création et de maintien de la pression résiduelle représentés à un
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compresseur simple.
De même, on pourra supprimer la soupape d'alimentation 53 et réaliser l'admission de liquide lors de la course de retour du piston BP par déflexion de sa garniture d'étanchéité 11 sous l'effet de la dépression régnant dans la partie annulaire du cylindre BP.
Dans ce cas et en s'en tenant à la réalisation représentée fig.l, le compresseur ne comportera plus aucune soupape et toute possibilité de fuite sera évitée.
Naturellement l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple.
REVENDICATIONS.
1. Compresseur pour freins ou transmissions hydrauliques, comportant deux pistons coaxiaux de diamètres différents coulissant dans des cylindres correspondants dont l'un, piston de basse pression ou BP, sert à déplacer un volume relativement grand de liquide sous une pression relativement faible et l'autre.. piston de haute pression ou HP, sert à déplacer un volume relativement faible de liquide et à créer une pression, relativement élevée, caractérisé en ce que le cylindre BP peut être mis en communication d'une part avec les récepteurs par l'intermédiaire d'une valve coulissante, d'une soupape ou analogue et d'autre part avec une capacité de volume variant en fonction des pressions régnant dans les cylindres BP et HP.