Brevet FR2042551A1 — publié le 19710212

i 2042551 La présente invention, concerne un dispositif destiné • à éviter le glissement des roues d'un véhicule, pour des installations de freinage à fluide sous pression, prévu en particulier sur les véhicules automobiles, dispositif dans lequel 5 on compare une grandeur correspondant à la décélération angulaire d'une roue avec une grandeur correspondant à la décélération du véhicule ou à la pression régnant dans le système de freinage, et où, dans le cas d'une différence, est déclenchée une impulsion de régulation qui,, en agissant sur un organe 10 de commande de la soupape réglant l'effort de freinageempêche un nouvel accroissement de pression dans les cylindres de frein associés aux roues et réduit la pression dans les cylindres de frein à tel point qu'un glissement de la roue ou des roues se trouve évité. 15 Les dispositifs connus de ce type tiennent compte du fait que, pour une pression de freinage croissante et, par là, pour un glissement en augmentation, le coefficient de frottement entre le bandage et la surface de roulement ou la décélération du véhicule, et donc aussi la décélération de la roue, conti-20 nuent à croître de plus en plus jusqu'à l'atteinte d'un glissement critique qui est fonction, entre, autre chose, de l'état du bandage et de la surface de roulement. Les dispositifs précédents mettent, par conséquent, à profit le lien de force croissant, pour des pressions de freinage élevées, entre la 25 roue et* la surface de roulement et la décélération maximale sans glissement en résultant du véhicule, tandis qu'une régulation de blocage, c'est-à-dire 1'antienrayage, pour un coefficient de frottement élevé entre la roue et la surface de roulement en fonction de la grandeur de la pression de 30 freinage distribuée ou de la grandeur de la décélération du véhicule n'est prévue que pour des décélérations angulaires de roue assez élevées. Pour une pression de freinage assez basse, la valeur de commande ou de seuil pour laquelle la décélération angulaire de la roue déclenche la régulation de 35 blocage ou d'antienrayage est, de façon correspondante, assez 70 17056 2 2042551 basse. Ces dispositifs fonctionnent de façon insatisfaisante du fait qu'ils ne prennent pas en compte toutes les caractéristiques à considérer lors d'un actionnement éventuel de 5 freinage et les conséquences de ces dernières sur la décélération angulaire des roues de véhicule, c'est-à-dire que l'on n'atteint pas, dans chaque cas, une valeur prédéterminée de la décélération angulaire des roues-, ce qui est pourtant nécessaire, pour faire tomber la pression de freinage et éviter un ÎO blocage desdites roues. Dans un autre cas, on atteint trop tôt la valeur prédéterminée de décélération angulaire des roues et, de ce fait, on n'utilise pas la décélération maximale possible. L'invention a pour objectif d'éviter ces inconvénients 15 et de réaliser un dispositif qui permet de tenir compte, lors de l'opération de régulation pour empêcher le glissement, des grandeurs influentes entrant en jeu lors de 1'actionnemai t du frein. Cet objectif est atteint, conformément à l'invention, 20 du fait que l'on fait rentrer dans l'opération de régulation une grandeur supplémentaire dépendant de la vitesse d'actionnement du frein de véhicule et se présentant sous forme de pressions différentes produites, par suite de l'effet d'étranglement, dans deux chambres de pression séparées par un piston 25 régulateur mobile et communiquant entre elles par un canal d'étranglement. En raison de cet agencement, lors d'un actionnement rapide du frein du véhicule, c'est-à-dire lors d'un accroissement rapide de la pression de freinage, s'établit dans l'une des deux chambres de pression, pour un faible dé-30 placement du piston, une pression plus élevée que dans l'autre chambre de pression. Cette pression supplémentaire agissant dans le système de régulation peut, en tant que grandeur comparative, être également comparée avec la décélération angulaire d'une roue, de sorte que, lors d'un actionnement rapide 35 du frein, le seuil de réponse du régulateur, c'est-à-dire 70 17056 3 2042551 la valeur de commande de l'impulsion de régulation destinée à réduire la pression du cylindre de frein est décalée à tel point que l'on peut obtenir une décélération maximale du véhicule. Par contre, lors d'un actionnement plus lent-du frein, 5 le piston accomplira une course plus grande, car le fluide sous pression dispose d'un délai plus grand pour tendre à établir un équilibre des pressions, par l'intermédiaire du canal d'étranglement. La pression différentielle est alors affaiblie de manière à correspondre à.la vitesse d'actionnement du 10 frein de sorte que la valeur de commande, de l'impulsion de régulation s'abaisse à tel point que, dans chaque cas, la décélération angulaire, qui conduirait au blocage ou à l'enrayage de la roue, suffit pour déclencher une impulsion et pour réduire, de ce fait, la pression du cylindre de frein. 15 A l'aide de cette valeur de commande, variable ou "glissante" et atteinte avec ce dispositif, on tient compte des données effectives en utilisant les valeurs de décélération maximales, et l'on évite, dans chaque cas, un glissement et un blocage ou enrayage des roues du véhicule. 20 Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le piston régulateur possède une tige de piston en commun avec un deuxième piston alimenté par la pression de freinage et monté dans un cylindre accollé en tandem aux deux chambres de pression, le piston alimenté par la pression de freinage pou-25 vant se déplacer à 1'encontre d'une force élastique. Cette conformation permet une disposition peu encombrante de l'objet de l'invention. En outre, la force élastique garantit que, d'une part, lors de 11actionnement du frein, la pression existant dans les cylindres de frein est immédiatement disponible ou peut 30 s'établir aussitôt et que, d'autre part, le piston régulateur peut être rappelé à sa position de départ. Il est avantageux que le canal d'étranglement soit prévu sur le piston régulateur. De cette manière,, point n'est besoin de conduites extérieures faisant communiquer l'une avec 35 1'autre les deux chambres de pression. 70 17056 4 2042551 Le piston régulateur est pourvu, de préférence, d'une soupape de retenue fermée pendant la course de travail. De cette manière, on crée, pour le fluide sous pression, une plus grande section de reflux, de sorte qu'est possible un mouve-5 ment de rappel plus rapide du piston régulateur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant au dessin annexé dans lequel s - la figure 1 représente schématiquement un dispositif à commande hydraulique destiné à éviter le glissement des roues d'un véhicule ,• - la figure 2 représente schématiquement un dispositif à commande pneumatique destiné à éviter le glissement des roues d'un véhicule,et - la figure 3 représente schématiquement un autre dispositif commandé hydrauliquement. Le dispositif suivant la figure 1 présente un maître-cylindre de frein 1 qui contient un piston de commande 4 susceptible d'être déplacé par une pédale de frein 2 à 1"encontre-d'un ressort 3. Le maître-cylindre de frein 1 est muni d'un réservoir d'égalisation 5 et communique, par l'intermédiaire des conduites 6 et 7 et d'une électro-valve à deux voies 8, avec un cylindre de frein de roue 9, dont les pistons de frein 10 et 11 servent à déplacer les équipements de frein non représentés. L1 électro-valve à deux voies 8 est raccordée, par l'intermédiaire d'une conduite de dérivation 12, à un cylindre d'égalisation 13 qui présente un piston 15 mobile à l'encôntre d'un ressort 14, et qui communique avec la conduite 6 par l'intermédiaire d'un autre raccord de dérivation 16 dans lequel est insérée une soupape de retenue 17. Une autre conduite de dérivation 18 fait communiquer la conduite 6 avec un cylindre 19 qui est subdivisé par une cloison de séparation 20 en deux chambres 21 et 22 étanches l'une par rapport à l'autre. La chambre 21 contient un piston 70 17056 5 2042551 23 et- la chambre 22 un piston différentiel â gradins 24, les deux pistons étant rassemblés en une pièce constitutive unique par l'intermédiaire d'une tige de piston commune 25 traversant la cloison de séparation 20, lesdits pistons pouvant 5 se déplacer, conjointement à l'encontre d'un ressort 26qui prend appui dans la partie remplie de fluide sous pression, de la chambre 22, cette partie de la chambre 22 étant raccordée à un réservoir d'égalisation 27. Les parties non alimentées en fluide sous pression des chambres 21 et 22 communiquent 10 avec l'atmosphère par 1'intermédiaire de perçages 28, 29. La conduite 6,•transmettant la pression de freinage, est reliée à un cylindre en tandem 30 dans lequel la chambre 32,délimitée par une cloison de séparation 31, contient un piston 34 pouvant se déplacer à 1'encontre d'un ressort 33 15 qui prend appui sur la cloison de séparation 31. La partie de la chambre 32, partie qui ne peut être alimentée en fluide sous pression, communique par contre avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'un perçage35,L'autre partie du cylindre en tandem 30, délimitée par la cloison de séparation 31, présente 20 deux chambres de pression 37 et 38 séparées par un piston régulateur 36 et communiquant l'une avec l'autre par l'intermédiaire d'un canal d'étranglement 39 prévu dans le piston régulateur 36. Le piston régulateur 36 présente, en outre, une soupape de retenue 40 et possède en commun avec le piston 25 34 se trouvant dans la chambre 32 une tige de piston 41 qui traverse de façon étanche la cloison de séparation 31. Les chambres de pression 37 et 38., constamment remplies de fluide sous pression, sont, en outre, raccordées à un réservoir d'égalisation 42 et communiquent avec la chambre 21 du cylindre 30 19 par l'intermédiaire d'une conduite 43. La chambre 22 du cylindre 19 communique, par l'intermédiaire d'une conduite 44 et d'un raccord rotatif symbolisé par une flèche 45, avec un cylindre 47 fixé à la roue du véhicule 46, cylindre qui comporte un piston creux 48 dans lequel 35 peut se déplacer un deuxième piston 49. à 1'encontre d'un 70 17056 6 2042551 ressort réglable 50 prenant appui sur la face frontale du piston cr&mx 48. La précontrainte du ressort 50 est réglable au moyen d'une vis de réglage 51. Le piston 49 est articulé, par une tige de piston 52, à une masse 53 montée sur la roue de véhi-5 cule 46, tournant avec celle-ci et susceptible de se déplacer angulairement par rapport à la roue de véhicule 46, ce piston 49 portant normalement sur une butée de la roue de véhicule 46. Sur la roue de véhicule 46 ou sur la masse 53 se trouve, en outre, un contact 54 qui : se ferme et agit sur l'électro-valve 10 à deux voies 8 lorsque la masse 53 effectue un mouvement de rotation par rapport à la roue de véhicule 46 qui est susceptible de tourner dans le sens de la flèche 55. Le mode de fonctionnement du dispositif précédemment décrit est expliqué ci-après s 15 Lors de 1'actionnement de la pédale de frein 2, le piston de commande 4 provoque la compression du ressort 3 après avoir surmonté la précontrainte de ce dernier, en conséquence de quoi s'établit une pression de freinage qui, d'un côté, alimente le cylindre de frein de roue 9 par l'intermédiaire 20 des conduites 6 et 7 et, d'un autre côté, parvient, par l'intermédiaire de la conduite de dérivation 18, dans le cylindre 19 où le piston différentiel à gradins 24 est alimenté, et établit, de son côté, une pression dans la chambre 22 après avoir surmonté la précontrainte du ressort 26, pression qui, 25 par l'intermédiaire de la conduite 44, déplace le piston creux 48 du cylindre 47 monté sur la roue de véhicule 46, et, de ce fait, donne au ressort 50 une précontrainte déterminée. En outre, par l'intermédiaire de la conduite 6, la pression de freinage agit sur le piston 34 du cylindre en tandem 30, en 30 fonction de la grandeur de la vitesse d'actionnement de la pédale de frein 2, de sorte que, pour une vitesse d'actionnement élevée, et après avoir surmonté la précontrainte du ressort 33, le piston 34 déplace le piston régulateur 36 par l'intermédiaire de la tige de piston commune 41, si rapide-35 meat' qae" le fluide sous pression ne peut pas, en raison de 70 17056 7 2042551 l'effet de laminage ou d'étranglement, parvenir aussi vite de la chambre de compression 3& à la chambre de compression 37 à travers le canal d'étranglement 39. De cette manière, il s'établit dans la chambre de pression 38, en fonction de la 5 vitesse d'actionnement, une pression plus élevée que dans la chambre de pression 37. Cette pression différentielle agit, par l'intermédiaire de la conduite 431 sur le piston .23 du cylindre 19 et donc en plus, par l'intermédiaire de la tige de piston commune 25, sur le piston différentiel à gradins 10 24, qui, de ce fait, provoque un déplacement plus important du piston creux 48 et une plus grande précontrainte du ressort 50. Dans•le cas d'une vitesse dr actionnement plus faible du frein, ce déplacement supplémentaire du piston creux 48 15 est plus petit, de façon correspondante, étant donné que l'effet de laminage du canal d'étranglement 39 est dans ce cas plus faible en raison d'un déplacement plus lent du piston régulateur 36 et la pression différentielle s'établissant par conséquent dans la chambre de pression 38 est plus petite 20 de façon correspondante. Pour un actionnement extrêmement lent, l'effet de laminage est si faible qu'un équilibre de pressions s'établit dans les deux chambres de pression 38 et 37, de sorte que, à part la pression de freinage normale agissant sur le piston différentiel à gradins 24, aucune 25 pression supplémentaire, fonction de la vitesse d'actionnement, n'agit sur le piston 23. Si, maintenant, lors d'un freinage de véhicule, le point critique de glissement est atteint, c'est-à-dire si une ou plusieurs roues 46 commencent à glisser, alors la 30 masse 55, en raison de son inertie, effectuera un mouvement de rotation par rapport à la roue de véhicule 46 à 1'encontre de la précontrainte ci-dessus décrite du ressort 50 et . fermera le contact 54. De ce fait, une impulsion est envoyée sur 1'électro-valve 8 qui commute et ramène le fluide sous 35 pression dans le cylindre d'égalisation 13 par 1'intermédiaire 70 17056 8 2042551 de la conduite 12 ou, lorsque la pédale de frein 2 est libérée, daras le maître-cylindre 1. De cette manière, on décharge de pression aussi bien le cylindre de frein de roue 9 que le cylindre en tandem 30, le cylindre 19 et le cylindre 47. Lors-5 que l'on continue à agir sur la pédale de frein 2, le véhicule est accéléré à nouveau et le contact 54 est interrompu, de sorte que le même processus peut à nouveau se dérouler.: Le point ou seuil de commande pour lequel la fermeture du contact 54 provoque l'émission de l'impulsion dé-10 clenchant le processus décrit, est, entre autres, fonction de la précontrainte du ressort 50. Pour une vitesse d'actionnement élevée, la précontrainte est plus grande, en conséquence de quoi le point de commande se situe dans une gamme de décélérations angulaires plus élevées, et,pour une vitesse 15 d'actionnement basse de la pédale de frein 2, la précontrainte est plus petite, de sorte que le point de commande est situé dans une gamme de décélérations angulaires plus faibles. De cette manière, on obtient un point de commande ou un seuil de réponse mobile, variable ou "glissante" du dispositif de 20 régulation où, avec certitude, pour une vitesse d'actionnement faible, la précontrainte du ressort est juste assez grande pour que, lorsqu'on atteint le glissement critique, une faible décélération angulaire de la roue de véhicule 46 suffise pour faire subir, en tous cas, à la masse 53 un 25 déplacement par rapport à la roue de véhicule 46, et pour fermer le contact 54. Mais, d'autre part, on a aussi l'assurance que, pour une vitesse d'actionnement élevée, la forte précontrainte du ressort 50 qui en résulte n'est surmontée que par de grandes décélérations angulaires de la roue de 30 véhicule 46 de sorte que l'on peut atteindre une décélération maximale du véhicule. Lors de l'achèvement de lropérâtion de-freinage par libération de la pédale de frein 2, tous les pistons- reviennent à leur position de départ, le mouvement de rappel du 35 piston régulateur 36 étant facilité par l'ouverture de la 70 17056 9 2042551 ' soupape de retenue 40. - Le dispositif représenté sur la figure 2 fonctionne de façon purement pneumatique. Les conduites 6 ' et 7' vont à un cylindre de frein de roue 56, également par 11 intermédiaire 5 d'une électro-valve 8', cylindre qui, dans ce cas, est constitué, par exemple, par un cylindre à simple effet et qui contient un piston de frein 58 susceptible de se déplacer à 1'encontre d'un ressort 57. Le dispositif présente, en outre, un cylindre en tandem 59 fixé à la roue de véhicule 46', cy-10 lindre qui contient également un piston creux 48' alimenté directement par la pression de freinage par l'intermédiaire d'une conduite de dérivation 60 et dans lequel un deuxième piston 49' est susceptible de se déplacer à 1"encontre d'un ressort réglable 50' prenant appui sur la paroi frontale du 15 piston creux 48'. La précontrainte du ressort 50" est également réglable au moyen d'une vis de réglage 51', et le piston 49' est articulé par une tige de piston 52' à une masse 53', fixée à la roue de véhicule 46, tournant avec celle-ci et susceptible d'effectuer un mouvement de rotation par rapport 20 à la roue de véhicule 46', ce piston portant normalement sur une butée de la roue de véhicule 46'. Sur une tige de piston commune 41' est fixé un piston régulateur 36' pourvu d'un canal d'étranglement 39' et séparant une chambre de pression 38' d'une chambre de pression 25 37'. La chambre de pression 38' est raccordée à une conduite de dérivation 61 et peut-être alimentée par la pression de freinage. Ce dispositif comporte aussi, sur la roue de véhicule 46' ou sur la masse 53', un contact 54' qui est fermé 30 par le déplacement de la masse 53' par rapport à la roue de véhicule 46' susceptible d'être entraînée dans le sens de la flèche 55', la fermeture de ce contact 54' provoquant une impulsion agissant sur une électro-valve à deux voies 8'. Le mode de fonctionnement de ce dispositif est le 35 suivant : 70 17056 io 2042551 Après 1'actionnement de la pédale de frein, l'air comprimé s"écoule, d'une part, dans le cylindre de frein de roue 56 par l'intermédiaire des conduites 6', 7' et alimente, d'autre part, le piston creux 48', par l'intermédiaire de la 5 conduite de dérivation 60, et le piston régulateur 36', par 1'intermédiaire de la conduite de dérivation 61, ce dernier étant également alimenté en fonction de la vitesse d'actionnement de la pédale de frein. Pour une vitesse d'actionnement élevée, il s'établit dans la chambre de pression 38' une pression 10 de refoulement, car l'air comprimé ne peut pas passer si vite dans la chambre de pression 37' par l'intermédiaire du canal d'étranglement 37' et tendre à un équilibre de pression. Cette pression de refoulement provoque une compression supplémentaire du ressort 50'. Dans un autre cas, c'est-à-dire pour 15 une vitesse d'actionnement faible, il peut s'établir plus ou moins un équilibre de pressions dans les chambres de pression 38' et 37' de sorte que le ressort 50' se trouve moins précontraint. Si, maintenant, comme précédemment décrit, le contact 54' se ferme, alors 11 électro-valve 8' commute et fait échap-20 per de l'air aussi bien du cylindre de frein de roue 56 que du cylindre en tandem 59, jusqu'à ce que se produise une nouvelle alimentation en air du cylindre de frein de roue 56, grâce à la réouverture du contact 54'. L'effet dû à un transfert "glissant" du point de commande est ]e même que dans le 25 cas du dispositif suivant la figure 1. Il est encore à noter que le canal d'étranglement 39, 39', 39" de même que la soupape de retenue 40, 40' peuvent être prévus à l'extérieur du cylindre 30, 30', 59 et à l'intérieur d'une conduite tubulaire 62 ou autre, comme on peut 30 le voir sur la figure 3. En outre, il est préférable de rendre réglable ou variable la section de passage du canal d'étranglement 39, 39', 39". Sur la figure 3 est représenté, comme à la figure 1, un dispositif à commande hydraulique qui cependant est d'une conception beaucoup plus simple. On 35 renoncera à une description plus détaillée de ce dispositif 70 170S6 ii 2042551 car le mode de fonctionnement du dispositif est en principe le même que celui du dispositif suivant la figure 1. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent 5 d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans que l'on sorte pour cela du cadre de l'invention. 70 17056 12 ~ - 2042551 REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à éviter le glissement de roues d'un véhicule et associé à des installations de freinage à fluide sous pression, prévues en particulier sur les véhicules automobiles, dispositif dans lequel on compare une 5 grandeur correspondant à la décélération angulaire d'une roue avec une grandeur correspondant à la décélération du véhicule et à la pression régnant dans le système de freinage, et où, dans le cas d'une différence entre les valeurs comparées, est déclenchée une impulsion de régulation, qui, en agissant lO sur un organe de commande de la soupape, règle l'effort de freinage, empêche un nouvel accroissement de la pression dans les cylindres de frein de roue et réduit la pression dans les cylindres de roue à tel point qu'un glissement de la roue se trouve évité, caractérisé en ce que l'on fait rentrer dans 15 l'opération de régulation une grandeur supplémentaire dépendant de la vitesse d'actionnement du frein de véhicule et se présentant sous forme de pressions différentes produites, par suite de l'effet d'étranglement, dans deux chambres de pression séparées par un piston-régulateur mobile et communiquant entre 20 elles par un canal d'étranglement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston régulateur possède une tige de piston en commun avec un deuxième piston alimenté par la pression de freinage et monté dans un cylindre accollé en tandem aux deux 25 chambres de pression, le piston alimenté par la pression de freinage pouvant se déplacer à 1'encontre d'une force élastique. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal d'étranglement est prévu sur le piston régu- 30 lateur. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section du canal d'étranglement est réglable. 70 17056 13 2042551 5.' Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston régulateur est pourvu d'une soupape de retenue fermée pendant la course de travail. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce 5 qu'un cylindre comportant les chambres de pression délimitées par le piston régulateur est fixé à la roue de véhicule.