Brevet FR2015061A1 — publié le 19700424

La présente invention se rapporte à un dispositif de comman fluide pression hydraulique destiné à être utilisé dans une installation de freinage hydraulique pour véhicule automobile et elle concerne plus particulièremeut un tel dispositif qui est adapté pour donner une pression de sortie différente de la pression d'entrée de telle façon que, si les paramètres sont convenablement choisis, on puisse obtenir un meilleur freinage.Le principe applique consiste à réduire la pression hydraulique sur les freins arrière,comparativement à la pression hydraulique sur les freins avant, de telle façon que le rapport entre les pressions hydrauliques des freins avant et des freins arrière soit approximativement égal au rapport des proportions effectives du poids du véhicule qui sont supportées respectivement par les roues avant et par les roues arrière, lorsque ce rapport varie avec la décélération du véhicule Il a déjà été proposé et utilisé des dispositifs pour proportionner et commander la pression de freinage , qui assurent l'application de la pression en deux phases sur les freins arrière .Pendant la première phase, la pression appliquée aux freins arrière est la même que celle appliquée aux freins avant .A un certain moment, il se produit un changement après::lequel la pression des freins arrière n'est plus la même que la pression des freins avant La façon dont ce changement est effectué et le fonctionnement des dispositifs utilisés constituent les principales différences qui existent entre les divers dispositifs Certains dispositifs déterminent le point de changement en se ba saht sur la précontrainte d'un ressort.Le point de changement ne situe donc à une valeur particulière et prédéterminée de la pression d'entrée .Ceci ntassure pas que le rapport entre les pressions des freins soit constamment d'une valeur approximativement égale au rapport des poids dynamiques d'-un véhicule particulier , rapport qui est déterminé par la décélération de ce véhicule .Une pression de circuit de freinage donnée ne se traduit pas toujours par une décélaration donnée du véhicule, en raison des variations de la charge de ce véhicule, des variations du coefficient de frottement des revêtements de chaussées qui se manifestent à divers moments, et des variations des forces qu'il est nécessaire dtexercer sur les patins des freins pour obtenir une décélération prédéterminée du véhicule tans certains dispcsitifs de la technique antérieure la pression de freinage des freins arrière ne continue pas à croître après le passage du point de changement, même si l'effort de freinage qu'on devrait demander aux roues arrière du véhicule continue à crotte .Dans d'autres dispositifs, l'accroissenent de la pression de freinage des roues arrière ne commence pas immédiatement après le passage du point de changement, puisque l'accroissement de pression obtenu avant le point de changement exerce une précontrainte sur le dispositif, de sorte que cette précontrainte doit être dissipée après le passage du point de changement, avagt qu'il ne se produise un nouvel accroissement de la pression de freinage des roues arrière .D'autres dispositifs de la technique antérieure ne permettent pas le passage d'un débit illimité lorsqu'ils travaillent dans le mode de freinage proportionné Suivant l'invention, on proportionne la pression du circuit de freinage bboutissant à un jeu de freins de roues du véhicule, qui est habituellement le jeu de freins des roues arrière, lorsqu'on a atteint une décelération prédéterminée du véhicule . Ce mode de réalisation des proportions est obtenu en reduisant la pression de freinage arrière à une fraction prédéterminee de la pression de freinage avant, qui est émise par le mattre-cylindre ? tout en donnant une sortie de fluide qui est limitée uniquement par l'entrée de fluide .La réalisation de la proportion des pressions de freinage se produit immédiatement dès que l'on a atteint le point de changement , de sorte que la prologgation de l'accroissement de la pression d'entrée se traduit par la prolongation de l'accroissement de la pression de sortie, dans le rapport de réduction prédéterminé . D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé, donné uniquement à titre dtexemple, la Fig I est une vue schématique d'une installation de freinage pour véhicule à laquelle est appliquée l'invention ; la Fig. 2 est une vue en coupe du dispositif doseur monté dans le circuit des freins arrière de l'installation représentée sur la Fig. 1. L'installation de freinage du véhicule dans laquelle le dispositif doseur suivant l'invention est monté comprend une pédale de frein 10 suspendue à une partie 12 du véhicule pour actionner le mattre-cylindre 14 par-l'intermédiaire du mécanisme-16 d1as- sistance du freinage. Le mattre-cylindre est du type à pistons et chambres de pression en tandem dans lequel le circuit avant 18 de pression, qui est destiné à mettre sous pression les freins avant 20 et 22 du véhicule, est mis sous pression par un premier piston tandis que le circuit 24 des freins arrière est mis sous pression par un autre piston, pour serrer les freins arrière 26 et 28. Dans l'installation de freinage représentée, les freins avant sont des freins à disque et les freins arrière sont des freins à tambour, en raison de ce que ce type d'installation est facile à adapter à l'utilisation d'un dispositif doseur pour la commande des freins arrière. Le dispositif doseur 30 est monté dans le circuit 24 des freins arrière, entre le mattre-cylindre 14 et les freins arrière 26 et 28. Le dispositif doseur est représenté monté sur une ferrure 32 en formant un angle prédéterminé avec l'horizon- tale. Le dispositif de montage peut éventuellement être réglable. Le dispositif doseur 30 comprend un corps 34 creusé d'un alésage 36 et d'une chambre d'extrémité 38, une cloison 40 de la chambre d'extrémité séparant cette dernière d'une première extrémité de l'alésage 36. Le corps 34 est fermé à ses extrémités par des écrous de tête 42 et 43, l'écrou de tete 42 fermant la chambre d'extrémité 38 et l'écrou de tête 44 s'ajustant dans l'extré- mité de l'alésage 36 qui est à l'opposé de la cloison 40. L'écrou 44 peut être considéré comme une partie du corps 34 et il présente une partie alésée 46 de petit diamètre, qui est un prolongement de l'alésage 36 et qui traverse l'écrou. La partie centrale de l'alésage 36 constitue une chambre de pression intérieure 48 qui est reliée par un conduit 50 à la chambre d'extrémité 38. L'extrémité de l'alésage 36 qui est adjacente à la cloison 40 comporte une partie alésée 52 de grand diamètre, qui a un diamètre supérieur à celui de la partie 46 de l'alésage mais inférieur cependant au diamètre de la chambre 48 de pression d'entrée. Un piston 54 étagé, est monté pour coulisser axialement dans l'alésage 36 et, dans la forme de réalisation représentée, il est composé de deux parties assemblées. La partie 56 du piston présente une extrémité engagée dans la partie 52 de l'alésage et qui coulisse à joint étanche dans cette partie. Une partie centrale de ltélé- ment 56 du piston est élargie pour former une face annulaire 58 qui peut venir en contact sur un épaulement 60 formé par la différence des diamètres entre la partie 52 de l'alésage et la chambre 48.Une réduction de diamètre en deux phases peut être formée dans cette zone par une deuxième face annulaire 62, et un deuxième épaulement 64 qui est espacé axialement de la face annulaire 58 et de l'épaulement 60, pour procurer un effet d'amortissement qui empêche les faces annulaires de venir brusquement en contact avec leurs épaulements respectifs lorsque le piston se déplace rapidement vers la gauche, en considérant la Fig. 2. L'autre élément 66 du piston s'étend à partir de la chambre 48 dans la partie 46 de l'alésage, de sorte que son extrémité extérieure 68 est exposée à la pression atmosphèrique, à l'extrémité extérieure de la partie 46 de l'alésage. Un capuchon de protection approprié 70 est embotté sur l'extrémité ouverte de la partie 46 de l'alésage.Une garniture d'étanchéité 7 forme un joint étanche entre la partie 66 du piston et l'écrou de tête 44 de sorte que la pression reste retenue dans la chambre 48 de pression d'entrée. Un alésage 74 traverse axialement une partie de la partie 56 du piston, une extrémité de cet alésage se terminant dans une chambre -de clapet 76, qui est reliée par un conduit transversal 78 à la chambre 48. Un siège de clapet 80 est formé sur un épaulement qui sépare la chambre de clapet 6 du conduit 82, qui constitue une partie de l'alésage 74. L'autre extrémité de l'alésage 74, la plus éloignée de la chambre 76, communique avec une chambre de sortie 84 formée par l'extrémité de l'alésage 36 qui est adjacente à la cloison 40. L'orifice de sortie 86 est relié à la chambre de sortie 84. Un conduit 88 qui traverse la cloison 40 relie la chambre d'extrémité 38 à la chambre de sortie 84, et débouche dans la chambre d'extrémité 38 à travers le centre du siège de clapet annulaire 90.Ce siège de clapet est monté sur la cloison 40, à l'intérieur de la chambre d'extrémité 38. L'obturateur mobile 92 du clapet, qui est logé dans la chambre d'extrémité 38 est constitué par une bille qui est adaptée pour s'appuyer sur le siège 90 pour-fermer le conduit 88. Etant donné que le corps 34 est normalement incliné d'un certain angle sur I'horizontale et orienté vers le haut et vers l'avant du véhicule, la bille 92 repose normalement contre l'extrémité interne de l'écrou de tête 42, à un certain écartement du siège 90 du clapet. La paroi latérale 94 de la chambre d'extrémité 38 forme donc une rampe sur laquelle là bille 92 du clapet peut se déplacer sous l'action de 18'décelération du véhicule, jusqu'au moment où elle prend appui sur le siège 90.Un orifice d'entrée 96 est relié à la partie du circuit 24 des freins arrière qui est reliée au mattre cylindre 14, pour transmettre le fluide hydraulique de freinage et la pression engendrée dans le mattre cylindre à la chambre d'extrémité 38. L'orifice de sortie 86 est relié à la partie du circuit des freins arrière 24 qui est relié aux freins des roues arrières, 26 et 28. Un obturateur mobile 98 constitue une partie d'un clapet contenu à l'intérieur du piston 54. Cet obturateur mobile est constitué, dans la forme de réalisation représentée, par une bille contenue dans une chambre 76 et qui est sollicitée en direction de son siège 80 par un ressort 100. Une broche 102 traverse le passage 82 de l'alésage 74 et l'une de ses extrémités est en contact avec la cloison 40 tandis que son autre extrémité est adjacente et, dans certaines conditions, en contact avec l'obturateur 98. Labroche 102 est de plus petit diamètre que l'alésage 74 de façon à permettre au fluide de s'écouler librement entre la chambre d'entrée 48 et la chambre de sortie 84, soumise à l'effet de commande de l'obturateur mobile 98.Un ressort principal 104 est logé dans la chambre d'entrée 48, où il entoure le piston 54, l'une des extrémités du ressort étant adjacente à la partie élargie de la partie 56 de ce piston, sur laquelle est formée une face annulaire 58, tandis que l'autre extrémité est en contact avec une rondelle 106. Cette rondelle constitue un organe de retenue du ressort et elle est montée dans l'extrémité intérieure de l'écrou de tête 44. Un passage de fuite approprié 108 est prévu à la partie supérieure de la chambre 48 de façon que l'air puisse s'échapper de l'appareil. Lorsque l'on freine légèrement le véhicule, c'est-à-dire lorsque le transfert de poids dynamique n'est pas très considérable, il existe une libre communication de la pression du fluide et de l'écoulement du fluide entre l'orifice d'entrée 96 et l'orifice de sortie 86. Si l'on a calculé convenablement le ressort principal 104, les éléments internes du dispositif ne se déplacent pas et il ne se produit pas de perte de refoulement de fluide en raison de la présence du dispositif. Le fluide de freinage sous une pression augmentée passe de j'orifice d'entrée 96, à travers la chambre d'extrémité 38, la chambre de sortie 84 et l'orifice de sortie 86, vers les freins arrières 26 et 28.La pesanteur maintient la bille 92 dans la position représentée sur la Fig. 2, de sorte qu'elle ne peut pas fermer le conduit 88. Lorsqu'on serre plus fortement les freins, le fluide est tout d'abord mis en communication libre entre l'orifice d'entrée 96 et l'orifice de sortie 86, de la façon décrite plus haut. Le fluide à la pression d'entrée est également transmis, à travers le conduit 50 à la chambre d'entrée 48, dans ces conditions, et la pression qui su exerce sur le piston étagé 54 entoure entièrement ce piston, à l'exception de la section de l'extrémité 68 qui est opposée à la pression atmosphèrique dans l'alésage 46 de petit diamètre. Le piston 54 est donc sollicité vers la gauche, en consddérant la Fig. 2, par le ressort principal 104 et vers la droite à l'encontre de l'action du ressort principal, par la pression d'entrée qui agit sur ce piston.Lorsque la pression d'entrée qui règne dans les chambres 48 et 84 et qui agit sur la section de petit diamètre de l'alésage 46 devient suffisante pour surmonter la force du ressort principal 104, le piston 54 se déplace vers la droite Lorsque le piston a éffectué une petite course dans ce sens, la bille 98 se trouve en appui sur son siège par l'action du ressort 100, en fermant ainsi-le passage 82 qui relie les chambres 48 et 84. Grâce à un choix approprié de l'angle de montage du dispositif et à la précontrainte exercée sur le ressort principal 104, la bille 92 du clapet reste dans la position représentée sur 14 Fig. -2, au moins tant que la précontrainte du ressort principal n t a pas été surmontée. Par conséquent, lorsque le piston 54 commence à se déplacer vers arrière, il existe encore une libre communication pour l'écoulement du fluide à travers le conduit 88 qui relie l'entrée 96 à la sortie 86. Lorsqu'on a obtenu une décélération suffisante du véhicule, l'inertie de la bille 92 fait rouler celle-ci vers la droite, en remontant la rampe formée par la paroi latdrale 94, jusqu'à ce qu'elle-s'appuie sur le siège 90 et ferme le conduit 88. A ce point, il n'existe plus de libre communication entre ltentrée 96 et la sortie 86. Tout nouvel accroissement de la pression d'entrée engendrée dans le mattre cylindre 14 fait crottre la pression de la chambre d'entrée 48, puisque cette chambre est en communication pour le passage du fluide avec l'orifice d'entrée 96, à travers la chambre 38 et le conduit 50. Cet accroissement de pression a pour effet de repousser le piston 54 vers la gauche,. en raison de la différence des aires de l'alésage de grand diamètre 52 et de l'a lésage~de petit diamètre 46 L'accroissement de pression déplace ainsi la partie 56 du piston vers la gauche, ce qui procure, dans la chambre de sortie 84, un accroissement de pression inférieur à l'accroissement de la pression intérieure dans la chambre d'entrée 48. L'accroissement de la pression intérieure de la chambre 84 est, par rapport à l'accroissement de la pression intérieure de la chambre 48, en proportion inverse du rapport existant entre 1 t aire de l'alésage de grand diamètre 5 et la différence d'aire entre l'alésage 52 et l'alésage 46.Pendant cet accroissement de pression à 11 orifice d'entrée 96, il se produit une chute de pression relative entre la chambre d'extrémité 38 et la chambre de sortie 84 et cette chute de pression relative contribue à maintenir la bille 92 appliquée sur le siège 90. Pendant le déplacement du piston 54 vers la gauche, un certain volume de fluide hydraulique est refoulé de la chambre 84 et le fluide qui est ainsi déplacé a un volume supérieur à celui du fluide qui pénètre dans le dispositif par l'orifice d'entrée 96. Le rapport entre le volume du fluide refoulé du dispositif et le volume de celui qui pénètre dans le dispositif est directement proportionnel au rapport existant entre 1 t aire de l t alésage de grand diamètre 52 et la différence dataire entre les alésages 52 et 46. Le résultat est que tout volume perdu entre les fermetures successives de l'obturateur 98 et de l'obturateur 92 lorsque le piston 54 se déplace vers la droite est compensé lorsque le piston se déplace-vers la gauche après la fermeture de t obturateur-92. Lorsque le piston 54 se déplace vers la gauche, il s'approche de sa position de repos dans laquelle une face annulaire 58 entre en contact avec l'épaulement 60. Dans certains dispositifs de la technique antérieure, lorsque le piston atteint cette position on ne peut plus obtenir de nouvel accroissement de la pression ni du refoulement dans la chambre de sortie. Dans le dispositif sui vant 1 t invention, ce n t est parle cas. Lorsque le piston 54 s t ap- proche de sa position de repos, l'extrémité gauche de la broche 102 entre à nouveau en contact avec la cloison 40 de sorte que la broche ne peut plus continuer à se déplacer-vers la gauche.Etant donné que le piston 54 continuefau contraire à se déplacer vers la gauche, la broche 102 entre en contact avec la bille 98 et écarte cette dernière de son siège 80 à ltencontre de la différence de pression existant de part et d'autre du clapet et également à ltencontre de la force du ressort 100. A ce stade, la pression et le fluide dans la chambre 48 s'échappent au-delà de la bille 98 et pénètrent dans la chambre de sortie 34 par le conduit 82 provoquant ainsi un nouvel accroissement de la pression dans la chambre de sortie 34.On obtient donc une position d'équilibre dans la quelle un accroissement de la pression à l'intérieur de la chambre d'entrée 48 provoque un accroissement de la pression dans la chambre de sortie 84 avec une proportion inverse du rapport entre la section de l'alésage 52 et la différence de section entre les alé sages 52 et 46, cet accroissement étant accompagné par un écoulement du fluide de l'entrée 96 à la sortie 86. Lorsqu'on réduit la pression d'entrée, la pression régnant dans la chambre d'entrée 48 diminue également, ce qui a pour effet que la pression régnant dans la chambre 84 devient plus forte que celle qui est nécessaire pour maintenir le piston 54 dans une position d'équilibre. Le piston 54 se trouve donc refoulé vers la droite par le déséquilibre de pression et à l'encontre de la force du ressort principal 104. Pendant ce processus, le rapport des pressions de la chambre de sortie 84 et de chambre d'entrée 48 reste pratiquement inchangé lorsque la pression d'entrée diminue, et tant que la pression n'a pas atteint la valeur à laquelle les clapets à billes 92 et 98 se sont initialement fermés pendant l'accroissement de la pression.A ce stade, la décélération du véhicule a également diminué et, en l'absence d'une différence de pression suffisante entre la chambre d'extrémité 38 ou la chambre de sortie 84, la bille 92 s'écarte par gravité de son siège 90. Ce mouvement ouvre le conduit 88 et il existe à nouveau une libre communication entre la chambre d'extrémité 38 et la chambre de sortie 84. à travers le conduit 88. Une nouvelle diminution de la pression d'entrée permet également une diminution correspondante de la pression de sortie. Immédiatement avant le point où la pression d'entrée et la pression de sortie deviennent égales, le piston 54 reste maintenu dans une certaine position d'équilibre, à droite de sa position de repos. Lorsque les pressions deviennent égale s, le ressort principal 104 repousse rapidement le piston 54 à sa position de repos.Ce mouvement brusque de retour du piston 54 à sa position de repos peut engendrer un bruit de cliquetis au moment où la face annulaire 58 frappe l'é- paulement 60. L'alésage étagé qui est également formé par la face annulaire 62 et ltépaulement 64 qui coopère avec lui contient une petite quantité de fluide emprisonné, qui fait fonction d'amortisseur pour éviter ce cliquetis et pour adoucir le mouvement de retour au repos du piston 54. Si, lorsqu'on a diminué la pression d'entrée, la bille 92 tend à se coller au siège 90, le fluide contenu dans la chambre de sortie 34 peut encore s'échapper puisqu'il se trouve à une pression supérieure à celle du fluide contenu dans la chambre 48 et il provoque ltouverture du clapet 98 à l'encontre de l'action du ressort 100, en permettant ainsi au fluide de revenir en sens inverse. I1 n'est pas essentiel pour le fonctionnement du dispositif que le ressort principal 104 présente une précontrainte dtune valeur particulière qui l'applique sur le piston 54, ni qu'il maintienne le piston dans sa position de repos, si de petites pertes de refoulement ne présentent pas une grande importance. Dans ces conditions, il peut exister un jeu important entre l'extrémité du ressort principal 104 et la collerette du piston sur laquelle cette extrémité prend appui. Ceci peut apporter un avantage. Etant donné que, lors du retour, le piston 54 doit se déplacer vers la droite pour laisser la pression de la chambre 84 diminuer, la force du ressort principal doit être surmontée. Suivant les paramètres du ressort, ceci peut provoquer un léger retard dans la diminution de la pression intérieure de la chambre 84. Si le ressort principal 104 est monté sans précontainte ceei ne se produit pas. Même si, dans ce cas, la bille 98 risque de ne pas être maintenue en position d'ouverture par la bro- che 102, cet effet ne présente pas une grande importance puisque le conduit 88 reste ouvert jusqu'à ce que la bille 92 s'applique sur le siège 90. REVENDICATIONS 1. Dispositif doseur pour proportionner la pression dans des circuits de freinage, et destiné à être utilisé dans une installation de freinage hydraulique pour véhicule à moteur, ce dispositif comprenant un obturateur sensible à la décéléra- tion, qui permet d'établir des pressions égales dans les circuits qui conduisent respectivement aux deux jeux de freins du véhicule à moteur dans le cas où la décélération est inférieure à une valeur prédéterminée, le dispositif proportionnant ensuite la pression hydraulique dans le circuit qui conduit à l'un des deux jeux de freins lorsque la décélération devient supérieure à une valeur prédéterminée, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend un corps (34) comprenant une première chambre (38) qui communique avec une entrée (96) de fluide hydraulique, une deuxième chambre (48) qui communique avec la première chambre (38), une chambre de sortie (84) qui est reliée audit j-eu de freins (26, 28) ; un siège 690) de clapet qui permet une communication entre la première chambre (38) et la chambre de sortie (84), un obturateur mobile (92) sensible à la décélération, connu en soi, qui ferme le siège (90) du clapet lorsque la décélération du véhicule devient supérieure à une valeur prédéterminée 3 un piston étagé (54) monté coulissant dans le corps (34) et comprenant un conduit interne (76, 78) qui relie la chambre de sortie (8!) à la deuxième chambre (48), le piston (54) présentant une section effective relativement grande qui est exposée à la pression hydraulique régnant dans la deuxième chambre (48), une section effective comparativement plus petite, qui est exposée à l'faction de la pression hydraulique qui règne dans la chambre de sortie (84), et une section effective encore plus petite (68) qui est exposée à l'action de la pression atmosphèrique, des clapets (98, 100, 102) contenus dans lesdits conduits (76, 78) formés dans le piston (54) et qui servent à commander ltécoulement du fluide hydraulique entre la deuxième chambre (48) et la chambre de sortie (84), les clapets comprenant un obturateur mobile (98) qui peut se déplacer entre une position d'ouverture une position de fermeture et une position de dosage lorsque le piston se déplace, et un ressort (104) qui agit sur le piston (54) pour tendre à le placer dans une position dans laquelle l'obturateur mobile (g8) prend une position d'ouverture. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur prédéterminée de décélération du véhicule et la force nécessaire pour déplacer le piston (54) à l'encontre de l'action du ressort (104) afin de placer ltobturateur mobile (93) dans la position de fermeture sont choisies de telle. façon que l'obturateur mobile (98) ferme le conduit (76) formé dans le piston avant que le deuxième obturateur mobile (92) ne ferme le deuxième siège (90). 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la constante d'élasticité du ressort (104) est suffisante pour assurer la fermeture du siège (90) du clapet par l'obturateur mobile (92) avant que le piston (54) n'ait atteint la limite de la course qu'il effectue à l'encontre de l'action du ressort (104). 4. Dispositif suivant ltune quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'obturateur mobile (92) est une bille et en ce que la valeur déterminée de la décélération est choisie en inclinant le corps (34) sur l'horizontale.