Brevet FR2064307A1 — publié le 19710723

i 2064307 La présente invention concerne les soupapes doseuses. Dans les soupapes doseuses de type courant montées dans le circuit de freinage d'un véhicule automobile, les effets du report des charges dés roues arrière sur les roues avant du véhicule 5 sont compensés de façon que lorsque la pression d'entrée en provenance du maître cylindre atteint une valeur prédéterminée, l'augmentation de la pression appliquée dans les freins arrière s'effectue suivant un rapport prédéterminé. On évite ainsi au cours du freinage un blocage prématuré des roues arrière dû au transfert de 10 poids qui se produit alors entre les roues arrière et les roues avant du véhicule. On peut tracer une courbe idéale de la relation qui doit exister entre la pression d'entrée fournie par le maître cylindre et la pression appliquée dans les freins arrière, cette courbe indiquant la compensation qui doit être effectuée par 15 suite dudit transfert de poids. Dans certaines applications, il a été constaté qu'une divergence notable peut exister entre la courbe qui traduit le fonctionnement des soupapes doseuses de type classique et la courbe idéale précitée. La présente Invention est basée sur l'observation que cette courbe idéale peut être suivie plus fi-20 dèlement par l'emploi d'une soupape doseuse à deux étages d'opération qui entre en action à une première pression prédéterminée suivant un premier rapport puis qui, à l'apparition d'une deuxième pression prédéterminée, agit suivant un deuxième rapport inférieur au premier. 25 Par conséquent, l'un des principaux objets de la présente Invention est la réalisation d'une soupape doseuse à deux étages d'opération et capable d'assurer deux rapports de dosage différents . La soupape de l'invention peut être aisément montée de fa-30 çon à être sensible au poids supporté par l'essieu arrière d'ion véhicule et que le dosage qu'elle effectue corresponde mieux aux transferts de poids qui se produisent en eours de freinage entre les roues arrière et les roues avant du véhicule. Par conséquent, un autre objet de l'invention est la réalisation d'une soupape do-35 seuse à deux étages d'opération sensibles aux variations d'une charge. Un objet général de l'invention est la réalisation d'une soupape doseuse de type nouveau. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, description 40 faite à titre purement explicatif et nullement limitatif et avee ORIGINAL 70 36939 2 2064307 référence au dessin joint dans lequel : La figure 1 est un graphique dont les courbes représentent respectivement la relation idéale qui doit exister entre la pression PI dans la tuyauterie de freinage (en abscisses) et la 5 pression Pr appliquée dans les freins arrière (en ordonnées) et la relation entre ces deux pressions constatée dans une soupape doseuse conforme à l'invention; dans ce graphique, les pressions sont O indiquées en unités arbitraires valant chacune 0,07 kg/cm environ. La figure 2 est une vue en coupe axiale et partiellement 10 schématique d'une soupape de l'invention montée dans un circuit de freinage. Sur le graphique de la figure 1, la courbe A traduit la relation idéale qui doit exister entre la pression d'entrée de la soupape doseuse et la pression appliquée dans les freins arrière 15 dans certaines conditions de eharge choisies. Le fonctionnement de la soupape doseuse de l'invention est indiqué par la courbe B dé ce graphique, laquelle suit de très près la courbe A. La figure 2 représente dans son ensemble le système de freinage d'un véhicule automobile comprenant un.maître cylindre 20 double 10 de type courant aetionné par une pédale de frein 12. Une première tuyauterie 14 dans laquelle circule le fluide de freinage met en communication l'une des chambres du maître cylindre 10 et les freins 16 des roues avant, et une deuxième tuyauterie 18 met en communication l'autre chambre du maître cylindre 10 et les freins 25 20 des roues arrière par l'intermédiaire d'une soupape doseuse 22 et d'une tuyauterie 23 sortant de cette soupape. La soupape doseuse 22 comporte un eorps 24 percé d'un conduit d'entrée 26 sur lequel est raccordée la tuyauterie 18. Ce conduit 26 débouche dans un alésage axial à gradins comportant 30 trois parties, 28, 30 et 31» de diamètres différents. Un plongeur 32, lui-même à gradins, coulisse dans les parties 28, 30 et 31 dudit alésage. Ce plongeur 32 est en deux pièces et comporte une tige supérieure 34 fixée dans un eorps inférieur 35. L'extrémité supérieure de la tige 34 se termine par une tête 36 entaillée par 35 une rainure et sous laquelle s'applique une rondelle de retenue 38 perforée et de forme générale annulaire. Un ressort 40 s'applique par l'une de ses extrémités sous la rondelle de retenue 38 et par son autre extrémité contre une bague d'arrêt à ressort 42 encastrée dans la paroi latérale de la partie 31 de l'alésage axial. Ce 40 ressort 40 maintient normalement le plongeur 32 sur sa position bad original 70 36939 3 2064307 haute de la figure 2. La rainure de la tête 36 et les perforations de la rondelle 38 permettent au fluide de freinage qui se trouve dans la partie 31 de l'alésage axial de s'éeouler par un conduit de sortie 44 sur lequel est raccordée la tuyauterie 23. 5 L'extrémité inférieure 46 de diamètre réduit du plongeur 32 coulisse en y faisant joint étanche dans la partie 30 de petit diamètre de l'alésage axial. Un prolongement 48 du plongeur, de diamètre réduit, s'étend extérieurement au-delà de la partie inférieure du corps 24 de la soupape. 10 La partie d'extrémité 46 du plongeur se termine par un épaulement 50 contre lequel un joint annulaire 52 est normalement repoussé par un ensemble 54 constitué par vin ressort et une rondelle d'appui. L1épaulement 50 est formé par un évidement latéral annulaire 56 qui sépare l'extrémité de la partie de petit diamètre 15 46 et la partie de grand diamètre 58 du plongeur 32. Normalement, l'épaulement 50 est situé dans le même plan qu'un épaulement 60 formé à la jonction des deux parties 28 et 30 "de l'alésage axial, et lorsqu'il est sur cette position normale, il maintient le joint 52 écarté de l'entrée de la partie 30 dudit alésage. Un conduit 20 axial 62 percé dans le plongeur 32 met en communication la partie de diamètre intermédiaire 31 avec la partie de petit diamètre 30 de l'alésage par l'intermédiaire de conduits transversaux 64 et 65. Le conduit 64 est percé dans la partie de petit diamètre 46 du plongeur 32 et débouche face à la paroi de la partie de petit dia-25 mètre 30 de l'alésage axial. Un passage 67, prévu entre la surface de la partie 30 de l'alésage axial et la partie 46 du plongeur, met en communication le conduit transversal 64 (lorsqu'il est sur sa position normale représentée) avec le conduit d'entrée 26j de la sorte, le fluide de freinage en provenance du maître cylindre 10 30 peut circuler dans la tuyauterie 18, le conduit 26, le passage 67, les conduits 64, 62 et 65, la partie 31 de l'alésage axial, le conduit de sortie 44 et la tuyauterie 23 par laquelle il pénètre dans les freins arrière 20. Un plateau annulaire 66 repose sur la partie de grand dia-35 mètre 58 du plongeur 32 sur laquelle il peut coulisser. Ce plateau 66, d'un diamètre plus grand, est placé au-dessous et à proximité de la bague d'arrêt 42 logée dans la paroi de la partie 31 de l'alésage axial. Un ressort 68 qui s'applique, d'une part, sur le plateau 66 et, d'autre part, sur la rondelle de retenue 38 repousse 40 constamment le plateau 66 de façon qu'il soit assis sur la partie 70 36939 4 2064307 de plus grand diamètre 58 du plongeur. Ce plateau 66 forme une collerette cylindrique 70 qui coulisse sans jeu entre la partie de grand diamètre 58 du plongeur 32 et la paroi adjacente de la partie de diamètre intermédiaire 28 de l'alésage axial. Un joint annulai-5 re 72 logé sous la face intérieure de la collerette JO assure l'é-tanchéité entre la partie 58 du plongeur 32 et la paroi adjacente de la partie 28 de l'alésage axial. Un manchon perforé 80 maintient en position le joint 72 et limite la course descendante du plateau 66. 10 La soupape 22 est prévue pour être montée à poste fixe sur une partie du châssis du véhicule au moyen de trous de fixation 82 et 84. Cette soupape est associée à un mécanisme 86 qui comprend un levier de commande pivotant 88 rattaché à une oreille 90 formée par le corps 24 de la soupape par un pivot 92. L'ensem-15 ble 86 comprend un ressort plat 94 dont l'extrémité libre s'appuie sur le pont arrière du véhicule schématisé en 96. La position en hauteur de la soupape par rapport au pont arrière 96 varie avec la charge qui est appliquée sur les roues arrière du véhicule, ce qui fait varier en fonction de cette charge la force, exercée sur la 20 soupape par le ressort 94. Le levier pivotant 88 s'appuie sur la partie d'extrémité 48 du plongeur 32 et tend constamment à repousser celui-ci vers sa position haute. La force exercée par le ressort 94 s'ajoute à celle exercée par le ressort 40 pour repousser le plongeur vers le haut. 25 Lorsque le véhicule est en cours d'utilisation, le fluide de freinage à une pression PI qui arrive du maître cylindre 10 par la tuyauterie 18 est normalement envoyé dans les freins arrière 20 par le conduit 26, la partie intermédiaire 28 de l'alésage axial, le passage 67 en passant sous le joint 52, les conduits 64, 62 et 30 65, la partie 31 de l'alésage axial, le conduit 44 et la tuyauterie 23. La soupape 22 maintient cette pression à sa valeur PI et, par suite, la pression Pr dans les freins des roues arrière partant de zéro atteint la valeur indiquée par le point I de la courbe B en suivant une ligne droite. Le point X est choisi de façon qu'il se 35 trouve sur la courbe idéale A. Au point X, la pression dans la partie de grand diamètre 31 de l'alésage axial équilibre juste la force PI du ressort 94 et la force F2 du ressort 40 qui tendent toutes deux à maintenir le plongeur 32 sur sa position haute. Cet équilibre peut s'exprimer 40 par la relation suivante : 70 36939 5 2064307 PI Al = FI + F2 (1) dans laquelle Al est la surface de la section de droite de la partie de petit diamètre 30 de l'alésage axial. Lorsque le point X est dépassé, le plongeur 32 est repous-5 sé vers le bas en entraînant dans son mouvement le joint 52 qui vient obturer hermétiquement l'extrémité supérieure de la partie 30 de l'alésage, et toute augmentation ultérieure de la pression de freinage est déterminée par la relation suivante : PI (A2-A1) + PI + F2 = Pr A2 (2) 10 dans laquelle A2 est la surface de la section de droite de la partie intermédiaire 28 de l'alésage. Il en résulte que la pression Pr appliquée dans les freins 20 des roues arrière est donnée par la relation ci-après s 15 Pr „ PI (A2-A1) + FI + F2 A2 On voit donc qu'on peut donner à la pente de la ligne brisée B à partir du point X la valeur désirée" par un ehoix judicieux des paramètres A2, Al, FI et F2. La pression Pr dans les freins arrière augmente suivant la relation (3) jusqu'à ce que soit 20 atteint le point Y. A ce moment, la pression d'entrée PI qui agit sur la face inférieure de la collerette cylindrique 70 du plateau 66 (par l'intermédiaire du. joint 72) est suffisante pour surpasser la foree exercée par le ressort 68, ce qui a pour effet de soulever le plateau 66 au-dessus de la partie inférieure du plongeur 32 et 25 de l'appliquer sous la rondelle 42. Ceci se passe lorsque : (Pl-Pr)(A2-A3) = F3 (4) relation dans laquelle A3 est la surface de section droite de la partie de grand diamètre 58 de l'alésage et F3 est la force exercée par le ressort 68. Après que le point Y déterminé par la rela-30 tion ci-dessus a été atteint, l'augmentation ultérieure de la pression de freinage suit la relation suivante : P1(A3-A1) + FI + F2 + F3 « Pr A3 (5). L'augmentation ultérieure de la pression Pr par rapport à la pression d'entrée PI est donc donnée par la relation suivante : 35 Pr „ P1(A3-A1) + FI + F2 + F3 A3 La pente de la ligne brisée B au-delà du point Y peut être celle représentée sur la figure 1 et, évidemment, est déterminée par les paramètres Al, A3, Fl, F2 et F3. On voit donc que la sou-40 pape doseuse 22 maintient entre la pression Pr appliquée sur les 70 36939 6 2064307 freins arrière et la pression d'entrée PI la relation indiquée par la ligne brisée B, laquelle suit de très près la courbe idéale A. On voit aussi que la soupape doseuse 22 est sensible à la charge appliquée sur le pont arrière 96 de la voiture du fait que la force 5 PI varie en fonction de cette charge. Lorsque la pression décroît dans le maître cylindre 10, la pression Pr dans la tuyauterie de freinage arrière diminue en suivant la même ligne brisée B qu'elle avait suivie pour atteindre sa valeur maximale. En effet, le plongeur 32 descend et son mou-10 vement a pour effet de réduire la pression dans la tuyauterie 23; le plateau 66 descend ensuite lorsque le point Y est atteint; puis le plongeur 32 poursuit son mouvement de descente jusqu'à ce que soit atteint le point X pour lequel les pressions dans la tuyauterie d'entrée et dans la tuyauterie de sortie sont égales, le flui-15 de de freinage retournant de la tuyauterie de freinage arrière dans le maître cylindre 10 en repoussant le joint 52 malgré la faible force opposée par le ressort 5^, et les éléments de la soupape doseuse 22 se retrouvent sur leur position initiale de la figure 2. La présente invention n'est pas limitée, aux exemples de 20 réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 70 36939 7 2064307 BEVEMDICAIX0M3 1 - Soupape doseuse utilisable sur un véhicule automobile muni de freins hydrauliques pour le réglage dans l'un des circuits de freinage de la pression de freinage en provenance d'une source 5 de fluide hydraulique sous pression; cette soupape doseuse étant caractérisée en ce qu'elle comprend s un eorps percé d'un conduit d'entrée et d'un conduit de sortie situés entre ladite source et ledit circuit de freinage, et des éléments formant clapet de soupape, supportés par le corps de la soupape entre le conduit d'en-10 trée et le conduit de sortie et actionnés de façon qu'ils soient mis dans une première condition lorsque la pression du fluide de freinage dans le conduit d'entrée de la soupape atteint une première valeur prédéterminée, condition pour laquelle ils permettent l'établissement dans le conduit de sortie de la soupape d'une pres-15 sion qui augmente dans un premier rapport prédéterminé avec la pression du fluide de freinage dans le conduit d'entrée, et de façon qu'ils soient mis dans une deuxième condition lorsque la pression du fluide de freinage dans le conduit d'entrée de la soupape atteint une deuxième valeur prédéterminée, condition pour laquelle 20 ils permettent l'établissement dans le conduit de sortie de la soupape d'une pression qui augmente dans un deuxième rapport prédéterminé avec la pression du fluide de freinage dans le conduit d'entrée de la soupape. 2 - Soupape doseuse selon la revendication 1, caractérisée 25 en ce que lesdits éléments formant clapet de soupape comprennent un élément de charge qui fournit une force de charge dont la valeur est fonction de la charge appliquée sur les roues associées au circuit de freinage précité et qui agissent en réponse aux variations de cette charge de façon à faire varier ladite première et ladite JO deuxième valeur prédéterminées de la pression de freinage en fonction des variations de la charge appliquée sur lesdites roues du ▼éhicule. 3 - Soupape doseuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que ses éléments qui forment clapet de soupape comprennent 35 un plongeur supporté de façon à coulisser dans le corps de la soupape, un joint d'étanchéité rattaché à ce plongeur et se déplaçant avec lui entre une position pour laquelle il obture et une position pour laquelle il découvre le conduit d'entrée de la soupape, et un premier ressort.repoussant constamment ce plongeur et ce joint 40 d'étanchéité vers leur position pour laquelle ledit joint n'obture 70 36939 8 2064307 pas le conduit d'entrée de la soupape. 4 - Soupape doseuse selon la revendication 3.» caractérisée en ce que son plongeur est associé avec un manchon coulissant supporté dans le corps de la soupape et normalement maintenu appli- 5 qué élastiquement contre le plongeur par un deuxième ressort, ce manchon se déplaçant avec le plongeur pour mettre la soupape dans ladite première condition pour laquelle elle fonctionne suivant le premier rapport prédéterminé et ne suivant plus les mouvements du plongeur au-delà de ladite deuxième pression prédéterminée du flui- 10 de de freinage qui met la soupape dans sa deuxième condition pour laquelle elle fonctionne suivant ledit deuxième rapport prédéterminé . 5 - Soupape doseuse selon la revendication 4, caractérisée en ce que son corps forme un alésage de petit diamètre en com- 15 munication avec le conduit d'entrée et avec un alésage de grand diamètre lui-même en communication avec le conduit de sortie; son plongeur comporte une partie de petit diamètre logé dans ledit alésage de petit diamètre et une partie de grand diamètre logé dans ledit alésage de grand diamètre; et en ce que ledit manchon forme 20 une collerette logée entre l'alésage de grand diamètre et la partie de grand diamètre du plongeur. 6 - Soupape doseuse selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un conduit de passage du fluide ménagé dans son plongeur et qui met en communication son conduit d'ehtrée 25 et son conduit de sortie; ce conduit de passage du fluide comprenant un évidement latéral porté par le plongeur, et le joint associé à celui-ci se déplaçant dans l'alésage de petit diamètre et empêchant le fluide arrivant par le conduit d'entrée de circuler dans ledit évidement lorsque la soupape est dans sa première et 30 dans sa deuxième condition. 7 - Soupape doseuse selon la revendication 8, caractérisée en oe que ledit joint d'étanchéité associé à son plongeur et qui est constamment repoussé par ledit premier ressort vers sa position de fermeture est repoussé hors de cette position lorsque la 35 pression dans le conduit de sortie de la soupape est supérieure à celle qui existe dans son conduit d'entrée et fait alors office de clapet d'arrêt. 8 - Soupape doseuse selon la revendication 6, caractérisée en ee qu'elle comporte un deuxième ressort qui exerce une pre- 40 mière force entre le plongeur et le corps de la soupape, les va 70 36939 9 2064307 riations de la valeur de cette première force faisant varier ladite première et ladite deuxième valeur prédéterminées de la pression du fluide et ledit premier et ledit deuxième rapport. 9 - Soupape doseuse selon la revendication 8, caractéri-5 sée en ce qu'elle comporte un troisième ressort qui exerce une deuxième force entre son plongeur et le manchon associé, de sorte que ce plongeur et ce manchon agissent ensemble lorsque la pression qui s'exerce sur ledit manchon surpasse ladite deuxième force, ce qui se produit lorsque cette pression dépasse sa deuxième valeur 10 prédéterminée pour laquelle le manchon est désaccouplé du plongeur. 10 - Soupape doseuse selon la revendication 9» caractérisée en ce que ses éléments formant clapet de soupape comprennent des éléments de charge qui fournissent une force de charge dont l'intensité est fonction du poids appliqué sur les roues associées 15 audit circuit de freinage et qui agissent de façon à faire varier ladite première et ladite deuxième valeur prédéterminées de la pression de freinage en fonction des variations du poids appliqué sur lesdites roues. 11 - Soupape doseuse selon la revendication 10, caracté-20 risée en ce que sés éléments de charge comprennent un quatrième ressort qui applique ladite force de charge entre le plongeur et le corps de la soupape, les valeurs additionnées de ladite première force et de cette force de charge modifiant ladite première et ladite deuxième valeur prédéterminées de la pression de freinage et 25 ledit premier et ledit deuxième rapport. 12 - Soupape doseuse selon la revendication.il, caractérisée en ce que ladite première valeur prédéterminée de la pression de freinage et ledit premier rapport dépendent des surfaces efficaces respectives de la section droite de l'alésage de grand diamè- 30 tre et de l'alésage de petit diamètre; ladite deuxième valeur prédéterminée de la pression de freinage et ledit deuxième rapport étant fonction des surfaces efficaces respectives de la pârtie de grand diamètre du plongeur et de l'alésage de petit diamètre. 13 - Soupape doseuse selon la revendication 9» caractéri-35 sée en ce que ladite première valeur prédéterminée de la pression de freinage et ledit premier rapport dépendent des surfaces efficaces respectives de la section droite de l'alésage de grand diamètre et de l'alésage de petit diamètre; ladite deuxième valeur prédéterminée de la pression de freinage et ledit deuxième rapport 40 étant fonction des surfaces efficaces respectives de la partie de 70 36939 10 2064307 grand diamètre du plongeur et de l'alésage de petit diamètre. 14 - Soupape doseuse selon la revendication 12, caractérisée en ce que le joint d'étanchéité associé à son plongeur et qui est constamment repoussé par ledit premier ressort vers sa po-5 sition de fermeture est repoussé hors de cette position lorsque la pression dans le conduit de sortie de la soupape est supérieure à celle qui existe dans son conduit d'entrée, et fait alors office de clapet d'arrêt.