Brevet FR2051589A1 — publié le 19710409

la présente invention concerne un dispositif de commande de la pression d'un frein hydraulique et un frein hydraulique d'un véhicule à moteur muni d'un tel dispositifo le principal inconvénient qui apparît dans les 5 installations de freinage hydraulique du type indiqué ci-dessus ayant un accumulateur de pression agissant comme un dispositif d'alimentation en fluide sous pression est qu'en cas d'incident dans le fonctionnement régulier de 1:accumulateur il n!est plus possible d'assurer un freinage6 10 La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient et de créer ion dispositif de soupape de commande de pression susceptible d'assurer le freinage même en cas d'incident de l'accumulateur de pression» L'invention se propose également de créer un dis» 15 positif de soupape de commande susceptible d'assurer le freinage ' même dans le cas d'un faible enfoncement du pied agissant sur la pédale de freinage, de façon efficace„ A cet effet la présente invention concerne un dispositif du type indiqué ci-dessus' caractérisé en ce qu'il 20 comporte une chambre de pression hydraulique dans laquelle est logé un piston coulissant, un perçage axial étant réalisé à travers ce piston et une tige allongée, coulissant dans le dit perçage axialj, la soupape étant réalisée sur cette, tige-soupapes qui présente une forme et un montage tels que la pression hydraulique 25 active venant de la source de pression puisse s'appliquer sur deux côtés de la soupape lorsque celle-ci n'est plus en contact étroit avec le siège, de façon à équilibrer pratiquement le cas échéant 1*effet de cette pression active sur cette -soupape9 le perçage axial étant réalisé dans l'installation hydraulique allant de la source de pres-30 sion à tin réservoir et cette soupape étant susceptible de couper la liaison hydraulique lorsqu'un organe de commande de freinage est manoeuvré dans le sens du fonctionnement des freins,, Suivant une autre caractéristique de 1'invention^ lorsque l'organe de freinage est manoeuvré dans le sens de l'inter-35 ruption de 1:installation hydraulique/ la soupape est dégagée de sa position active pour coopérer avec son sièges la pression hydraulique régnant dans cette chambre de pression agissant pratiquement sur la section de la tige~soupape pour créer line pression de réaction transmise à l'organe de freinage9 pour être décelée 40 par le conducteur du véhicule,, 70 25208 2 2051539 Grâce à la présente invention il est possible de réaliser un dispositif de soupape de commande dont la plupart des organes de travail peuvent tre réalisés à la machine par des ouvriers beaucoup moins qualifiés que ceux nécessaires actuellement 5 De plus le dispositif de commande selon l'invention permet d'assurer un fonctionnement précis et plus sûr que les dispositifs connus tout en réduisant lseffort nécessaire pour commander la soupape. la présente invention sera décrite plus en détail à l'aide de la description faite ci-après en référence à divers 10 modes de réalisation préférentiels selon l'invention, représentés dans les dessins annexés dans lesquels g - la figure 1 est une vue en coupe axiale longitudinale d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de commande de pression de frein hydraulique selon l'invention, l'accu- 15 mulateur de pression et le circuit hydraulique correspondant étant représentés schématiquement9 - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 montrant un second mode de réalisation de l'invention, ~ la figure 4 est un schéma montrant la relation 25 entre le coup de frein et la force commandant la pédale. - les figures 5 et 6 sont des vues analogues à la figure 1% elles représentent un quatrième et un cinquième mode de réalisation de 1'invention,, - la figure 7 est une vue partielle de la coupe 30 selon la figure 6„ On décrira plus en détails le.premier mode de réalisation représenté dans la figure 1 des dessins annexés. Dans la figure 1 j, la référence 10 se rapporte à une pompe à huile classique qui est susceptible d'être entraînée par 35 un moteur à combustion interne, non représenté, d'un véhicule à moteuro Pour des raisons de simplification on a supprimé la liaison d'entraînement, dans les dessins, le côté d'aspiration 10a de la pompe 10 est relié par une conduite d'aspiration 12 à un réservoir d'huile 11 pour permettre l'extraction de l'huile de ce 40 réservoir» le côté de sortie 10b de la pompe est relié par une 70 25208 3 2051589 conduite de distribution 13 à une soupape d'accumulation de charges 14 qui est à son tour reliée par une conduite 15 à un accumulateur- 16 pour Ieaccumulation de la pression d'huile., comme cela sera décrit plus en détails ci-après et comme cela ressort 5 bien du schéma selon la figure 1 » En effets de., tels montages pour l'accumulation de pression hydraulique sont très connus» L'accumulateur 16 est relié hydrauliquement par une conduite 17s une soupape de retenue 18 et une autre conduite 28 à l'orifice d'entrée 21 réalisé dans le boitier cylindrique 20a 10 d'un dispositif à soupape de commande de pression hydraulique 20. La soupape de charge 14' comporte un tube de by-pass 22 5 ce montage en by=pass est réalisé et disposé de façon qu'en cas de pression hydraulique excédentaire qui a été accumulée dans l'accumulateur 16P le fluide sous pression fourni par la 15 pompe 10 passe alors par la conduite 22 pour aller vers le réser- Le boitier de soupape 20 a comporte un orifice de compensation 23 qui est. relié hydrauliquement par une conduite 24 pour revenir au réservoir 110 Le boitier 20a comporte de plus un 20 orifice de liaison 25 qui est relié par une conduite 26 aux vérins 27 des roues pour créer une force de freinage hydraulique appliquée aux roues du véhicule» Oes roues ne sont pas représentées. La réalisation du dispositif à soupape de commande 25 de pression "hydraulique 20 est la suivante g Le boitier de soupape 20a comporte longitudinale-ment un perçage cylindrique 28 ayant divers diamètres. Ce perçage est ouvert à son extrémité droite dans la figure 1 et reçoit un sup port de soupape 29 monté coulissant,, 0e support de soupape 29 30 présente une forme extérieure cylindrique avec divers diamètrès. L'extrémité extérieure droite du support de soupape 29 s'appuie contre un ressort d'encliquetage 31 qui s'appuie à son tour contre un anneau de butée 32 » Ces deux organes sont maintenus en place dans la surface de paroi du perçage cylindrique 28» Le support de 35 soupape 29 en forme de piston comporte trou borgne 30 dans le sens de l'axe et concentrique à celui-ei. Ce trou borgne reçoit organe de transmission de mouvement 33 ? cet organe 33 monté coulissant présente divers diamètres, c'est ainsi qu'il comporte un épaulement annulaire 33a;, recevant un ressort hélicoïdal dé 40 compression 34 introduit sous pression entre cet épaulement et la paroi d'extrémité 30a du perçage 30„ 70 25208 4 2051589 . A l'extrémité droite de l'organe de transmission de mouvements 33s celui-ci comporte une cavité axiale 33b recevant 1®extrémité intérieure d'une tige poussoir 36 qui est reliée mécaniquement à une pédale de frein 35 classique» Le mouvement 5 vers la droite de l'organe 33 est limité par un ressort de retenue 138 qui est maintenu en position dans la paroi intérieure du perçage 34 o • A 18 extrémité intérieure du support de soupape 29 se trouve un trou borgr axial 38 muni d'une bille 39 formant 10 soupape» Cette bille est montée libre en rotation et libre axiale— ment avec un faible jeu latéral» Une partie élargie 40 du perçage à plusieurs diamètres 28p et occupant pratiquement la moitié gauche du perçage, reçoit globalement un piston de pression 41 monté coulissant. Ce 15 piston comporte un perçage axial 43 et une gorge annulaire 42 sur sa surface périphérique extérieure» On a de plus réalisé un passage latéral 44 qui établit la liaison fluide entre le perçage 43 et la gorge annulaire 42» Le piston 41 s'appuie par son extrémité intérieure ou extrémité droite contre un épaulement cir-20 culaire 45 réalisé sur la paroi intérieure du perçage 280 Ainsi on limite-la poussée vers la droite du piston à pression hydraulique 41e Un organe allongé 48 en forme de soupape, muni d'un tel perçage axialj, est logé coulissant dans le perçage central 43» 25 un siège de soupape 50a étant réalisé à l'extrémité intérieure de l'organe en forme de soupape et étant susceptible de coopérer avec la bille soupape 39» En un point intermédiaire entre les extrémités de l'organe soupape 48 et au voisinage de l'extrémité extérieure on a réalisé un organe soupape 47 sur la surface péri-30 phérique extérieure de l'organe 48 de façon à coopérer avec un siège de soupape 46 réalisé au centre de l'extrénité gauche du piston 41» Sur la partie principale de l'organe soupape 48 on a réalisé une gorge annulaire 49 9 allongée, et peu profond et pour assurer une durée de communication plus longue entre l'espace 35 annulaire 42 pour le fluide et le perçage 43» L'organe-soupape 48 comporte un perçage axial 50 de façon à rendre possible une liaison fluide entre les deux chambres à huile sous pression 51 et 51" qui seraient sinon séparées» Un bouchon creuxs fileté 52 est vissé sur l'extré-40 mité droite ouverte du logement cylindrique 20a» Un ressort hélicoïdal de compression 53 est introduit sous pression entre la paroi 70 25208 2051589 d'extrémité intérieure 52a du bouchon 52 et Ieépaulement 47b de la soupape 47» Un ressort de c-ompressxon hélicoïdal 54 analogue est introduit sous pression entre la même paroi d8 extrémité 52a et l'extrémité extérieure du piston de pression 41» 5 Divers anneaux d'étanchéité 55j> 56s 57 et 58 ont été prévus comme représentés pour assurer une étanchéité efficace pour les diverses positions<> la référence 59 se ran-porte à un manchon de recouvrement élastique fixé à 1eextrémité droite du boitier 20a pour 10 éviter la pénétration de la poussière de 1!extérieur dans le dis~ positif à soupape de commande» Un ressort de rappel est monté sous pression entre le piston 41 et le support de soupape 29„ Un ressort hélicoïdal 34 est également prévu entre 15 la paroi d'extrémité intérieure 30a du support de soupape 29 et ' lsorgane de transmission de mouvements 33® le premier mode de réalisation tel que décrit et représenté ci-dessus fonctionne comme suit s Lorsque le véhicule rouie et que le conducteur en-20 fonce la pédale de frein 35 à l'aide du piedj, ce mouvement est transmis par la tige poussoir 36 vers l'organe de transmission 33 qui est ainsi déplacé vers la gauche» Le support de soupape 29 est également déplacé vers la gauche par l'intermédiaire du ressort 34c Par ce mouvement la bille-soupape 39 est amenée en 25 contact étanche avec le siège de soupape 50a de façon à couper le passage du fluide entre la chambre de pression 51 et le réservoir t1o lorsqu'on pours it l'enfoncement de la pédale de frein 35 la tige soupape 48 portant la soupape -47 poursuit son mouvement vers la gauchep de sorte que la soupape est dégagée du contact étroit 30 avec le siège de soupape 460 Puis du fluide hydraulique est envoyé de l'accumulateur 16 dans la chambre d'huile sous pression 5% puis • à travers l'espace annulaire 499 13orifice 25 et le tube 26 dans les vérins 27 des roues pour y actionner les freins comme cela est connu. 35 . Comme la pression hydraulique agit à ce moment sur' la surface,, la section de la tige-soupape 48 transmet la pression à la pédale de frein 35 et dans la direction inverse pour transmettre le mouvement de l'effort de commande du frein;>le conducteur sent ainsi la pression hydraulique transmise de façon 40 inverse comme force de réaction,, Ba cette façon le conducteur peut 70 25208 6 2051589 déceler physiquement l'effort de freinage qui se traduit par une réaction de la pédale» lorsqu'on poursuit l'enfoncement de la pédale 35 l'extrémité gauche de l'organe 33 est amenée en contact direct 5 avec le fond de la cavité axiale 33b et l'extrémité intérieure du support de soupape 29 est amenée en contact avec le piston 41• A ce moment le conducteur perçoit une réaction sous forme de pression hydraulique dans la chambre 51 <> cette pression agissant sur la section transversale du piston 41o Ainsi la force de réaction 10 est notablement augmentée par rapport à l'étape précédente» Il est à remarquer qu'à ce moment du freinage le piston 41 agit comme sorte du butée« En supposant maintenant que la source de pression hydraulique ou l'accumulateur de pression 16 ne fonctionnent 15 plus pour une certaine raison et que l'on applique un effort de freinage à la pédale de freinage,, l'extremité gauche de l'organe 29 pousse comme précédemment le piston 41 pour que celui-ci se déplace vers la gauche contre l'action du ressort 54« la pression hydraulique dans la chambre 51 augmente ainsi rapidement. C'est 20 pourquoi le mécanisme décrit agira de la même façon qu'un maître cylindre classique® On voit dans ce qui précède quep si la soupape 47 ne fonctionne pas de façon adéquate, la pression hydraulique venant de l'accumulateur et régnant dans l'espace annulaire 49 25 agit sur les deux côtés de cette soupape^ ce qui se traduit par pratiquement aucun effort» C'est pourquoi la soupape est maintenue en contact étroit avec le siège de soupape9 pratiquement exclusivement sôus l'action du ressort hélicoïdal 53® De plus9 la bille-soupape 39 peut être amenée librement en contact avec le siège 30 50as ce qui supprime la nécessité d'un perçage axial 50 centré de façon précise, la même remarque est valable pour la réalisation de divers organes tels que 40 9 43 et 45o On décrira ci-après un second mode de réalisation de l'invention en se référant tout d'abord à la figure 2. 35 Comme on le remarquesce dispositif de soupape de réglage présente essentiellement la même structure que le premier mode de réalisation. Pour cette raison les mêmes éléments ont les mêmes chiffres de référence„ Plus particulièrement les organes portant les réfé-40 rences suivantes s ÔAD OR)G/K'*i 70 25208 2051589 10 % 10a § 10b s 11 ? 12 s 13 j 14 5 15 S 16 s 17 î 18 S " 19 l 20 j 20a 5 21 ? 22 g 23 ? 24 g 25 ? 26 % 27 | 28 ; 29 § 30 ? 31 % 32 5 33 °9 33a g 33b % 34 $ 35 ? 36 1 37 ? 38 g 39 s 40 ; 41 ? 42 5 43 s 44 j 45 § 46 s 47 ? 48 ; 49 ? 50 1 50a 5 52 j 52 a et 53 5 sont analogues à ceux représentés dans ce qui précède,, Dans ce mode de réalisation on a supprimé le ressort 51« De plus on a monté solidairement un anneau d 'étanchéité 154 sur l'extrémité intérieure du piston 41 pour assurer une étanchéité périodique avec l'extrémité intérieure de l'organe 21 10 dans le cas oh l'accumulateur 16 ne fonctionne pas régulièrement le fonctionnement régulier de ce second mode de réalisation est pratiquement le même que celui du premier mode en faisant abstraction de certaines petites différences dans la réalisation des divers organes par rapport aux organes correspon-15 dants du premier mode de réalisation,, Si l'on suppose que dans ce second mode de réalisation l'accumulateur 16 fonctionne mal ou tombe en panne et que la pédale de frein est actionnée pour assurer le freinage, comme indiqué ci-dessus, l'organe 29 se déplace et l'extrémité gauche 20 de cet organe vient en contact étroit avec le siège 154» le pis-» ton 41 est ainsi poussé de façon à se déplacer vers la gauche contre la force développée par le ressort 53» Cela augmente brusquement la pression hydraulique dans la chambre 51 pour créer un effet analogue à celui d'un maître cylindre classique. Dans ce 25 mode de réaïisation l'organe d'étanchéité 154 équipe l'extrémité du piston 41o A la place de cet organe on pourrait prévoir le inême organe d!étanchéité à l'extrémité intérieure de l'organe. 29• Dans le troisième- mode de réalisation selon 1'inventions tel que représenté dans les figures 3A et 3BP le support 30 de soupape 29 est monté centralement et axialement par rapport à l'organe d'étanchéité 110, qui sort légèrement du corps principal du support^ pour coopérer le cas échéant avec l'extrémité intérieure de l'organe de transmission de mouvement 33» L'organe d'étanchéité .110 est réalisé en caoutchouc mou ou en un matériau 35 élastique analogue® " Les autres organ.es constitutifs du dispositif de soupape de réglage de pression sont pratiquement les mêmes quant à leur forme que ceux représentés dans la figure 1, leur montage et leur fonctionnement abstraction faite de modifications de 40 détails dans leur forme„ C'est pourquoi ces organes portent les mêmes références que les organes précédents. 70 25208 8 2051589 l'examen de la figure 4 montre facilement le fonctionnement caractéristique que Ieon obtient.en utilisant un organe dfétanchéité 110 tel qu'une barre souple. Dans ce dessin on a représenté en ordonnées l'intensité du coup de frein ou le dépla— 5 cernent de la pédale de frein et en abeisses la pression de la pédale de frein. En supprimant l'organe 110 la progression du coup de padale serait proportionnelle à la pression de pédale jusqu'à un point prédéterminé A0 10 Lorsque le ressort 34 a été complètement comprimé et que l'extrémité gauche organe de transmission de mouvement 33 a été amenée en contact direct avec la paroi d'extrémité 30a du perçage 30 du support de soupape 29 J.e façon non élastique (au point A)p la poursuite de l'augmentation de la pression sur la 15 pédale n'entraîne pas de déplacement supplémentaire de la pédale. Cet état est fréquemment appelé "état de non déplacement de la pédale de frein"„ Cela se produit de façon brutale et brusque et le conducteur qui actionne la pédale de frein ressent naturellement une réaction désagréable 0 20 Dans le cas d'un montage utilisant un organe élas tique 110 selon le présent mode de réalisation,, la courbe caractéristique suit une partie modifiée L0 C'est pourquoi,grâce au mode de réalisation comprenant un organe élastique 1109 le conducteur ressent une réaction analogue à celle d'un maître cylindre 25 classique. En cas de panne de 1'accumulateur de pression, le mécanisme agit de la même façon que décrit précédemment. Dans le quatrième mode de réalisation d'un dispositif de soupape de commande„ représenté dans la figure 5S le 30 perçage axial 50 réalisé dans la tige-soupape 48 comporte une partie réduite ou section de laminage 112, Les autres organes du dispositif de soupape sont pratiquement les mêmes que ceux généralement utilisés dans les autres modes de réalisation et c'est pourquoi ces organes portent les mêmes références, malgré les 35 différentes très faibles de réalisation,, de montage et de fonctionnement# Lorsque le perçage longitudinal 50 ne comporte pas la section de laminage 112 et dans le cas d'un effort de freinage brusque et brutal sur la pédale de frein 35P il peut se produire 40 fréquemment que la tige-soupape 48 exécute un mouvement fluctuant défavorable dans la direction axiale0 70 25208 9 .2051589 lorsque ce mouvement fluctuant de la tige-soupape se produit, le conducteur ressent une force réactive désagréable sous son pied, ce mouvement se traduisant par des vibrations0 De plus la soupape 47 et son siège correspondant 46 peuvent être soumis à une usure rapide et notable sur leurs surfaces de contact 5 la section de laminage 112 permet de remédier efficacement à ces inconvénients. Dans le dernier et cinquième mode de réalisation du dispositif de soupape de commande selon la présente invention, la cavité 38 recevant la bille-soupape comporte un anneau élastique 10 111 agissant comme butoir„ Cet anneau enserre partiellement la bille-soupape 39 et la maintient en position comme cela ressort le plus clairement de la figure 7. Cet organe de positionnement et de butée 111 peut être réalisé en caoutchouc ou en matière plastique souple» Dans -15 certains cas cet anneau 111 peut être remplacé par un ressort hélicoïdal à condition de modifier légèrement la forme d'ensemble. On peut ainsi compenser une forme légèrement excentrique, iné-vitablej du siège de soupape 50a de la bille-soupape 39 en la compensant facilement et efficacement et en assurant une coopéra-20 tion précise entre les organes 39 et 50a0 ■^es autres organes sont analogues à ceux généralement utilisés dans les divers modes de réalisation décrits précédemment,, C'est pour cette raison que ces organes n'ont pas été dédritsg ils ont les mêmes chiffres de référence malgré de petites 25 différences de réalisation, de montage et de fonctionnement, comme indiqué dans ce qui précède* Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, pour lesquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de 30 réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention,, 70 25208 2051589 REVENDICATIONS 1°) Dispositif de soupape de commande de la pression hydraulique d"une installation de freinage hydraulique d'un -véhicule à moteur et à roues ayant une source de pression hydraulique propre, de préférence sous la forme d'un accumulateur de pression, 5 ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte une chambre de pression hydraulique dans laquelle est logé un piston coulissant, un perçage axial étant réalisé à travers ce piston et une tige-soupape allongée coulissant dans le dit perçage axial, la soupape étant réalisée sur cette tige-soupapej, et qui présente une forme 10 et un montage tels que la pression hydraulique active venant de la source de pression puisse s'appliquer sur deux côtés de la soupape lorsque celle-ci n'est plus en contact étraoit avec le siègepde façon à équilibrer pratiquement,le cas échéant, l'effet de cette pression active sur cette soupape, le perçage axial 15 étant réalisé dans 11 installation hydraulique allant de la source de pression à un réservoir et cette soupape étant susceptible de eouper la liaison hydraulique lorsqu'un organe de commande de freinage est manoeuvré dans le sens du fonctionnement des freins. 2°) Dispositif de commande de pression selon la 20 revendication 1, caractérisé en ce que^ lorsque l'organe de freinage est manoeuvré dans le sens de l'interruption de l'installation hydraulique, la soupape est dégagée de sa position active pour coopérer avec son siège, la pression hydraulique régnant dans cette chambre de pression agissant pratiquement sur la section de la 25 tige-soupape pour créer une pression de réaction transmise à l'organe de freinage, pour être décelée par le conducteur du véhicule, 3°) Dispositif de commande de pression selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de poussée pour commander le piston dans la direction de travail!,, en 30 cas de manque de pression hydraulique active provenant de la source de pression, vers le dispositif de soupape* 4°) Dispositif de soupape de commande de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à caractérisé en ce que l'extrémité du piston qui reçoit les mouvements comporte des 35 moyens d'étanchéité annulaire. 5°) Dispositif de soupape de commande de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un butoir élastique à l'une des deux extrémités du support se soupape, ce moyen de butée portant la bille-soupape^' 40 et un organe de transmission de mouvement étant relié mécaniquement 11 2051589 à l'organe de freinage de manoeuvre» 6°) Dispositif de soupape de commande de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 5S caractérisé en ce que le perçage axial -comporte une section de laminage# 5 7°) Dispositif de soupape de commande de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 6» caractérisé en ce que la bille-soupape est maintenue dans une cavité de logement réalisée dans le support, par 15intermédiaire d'un organe de butée élastique et d'un organe de positionnement» 10 8°) Installation de freinage munie d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7