Brevet FR2077598A1 — publié le 19711029

La présente invention concerne un système de circuit hydraulique qui convient particulièrement bien pour l'utilisation dans un système de freinage des véhicules mais qui est égakement utile dans d'autres domaines d'application, par exea-5 pie dans les machines-outils. On connaît des systèmes de freinage pour les véhicules dans lesquels la pression qui est exercée par le conducteur sur la pédale de frein est amplifiée par des moyens hydrauliques afin de fournil' une certaine pression de fonctionnement ^ au cylindre de frein. On cornait également des systèmes dans lesquels une pompe qui est entraînée par le moteur du véhicule maintient normalement un fluide sous pression dans un accu-mulateux' de pression, la pression qui règne dans l'accumulateur étant disponible en permanence en vue de 11 application au ^5 cylindre de frein. Avec les systèmes de ce genre, il est indispensable que la pompe fonctionne en permanence sous charge et qu'une partie du circuit soit maintenue sous pression, cela même pendant les périodes où la pression n'est pas exigée. Il en ré-20 suite que l'usure des éléments qui constituent le circuit et les possibilités de dégâts à la jjompe et à ses tubulures, ou à d'autres canalisations, ainsi qu'à 1 'accumulateur-, ne dépendent pas de la durée des périodes pendant lesquelles les freins sont appliqués, mais plutôt de la durée d'utilisation 25 du véhicule dans son ensemble. Il est donc nécessaire de concevoir le circuit en conséquence et cela entraîne une augmentation des coûts. L'invention a pour objet de réaliser un circuit hydraulique dans lequel l'usure et les risques de dégâts aux éléments 3^ du circuit sont réduits du fait que le circuit n'est placé sous pression que lorsque la pression hydraulique est effectivement mise en jeu. eE- résulte une réduction des coût;s de fabrication et d'entretien. L'invention a encore pour objet de réaliser un cix'cuit qui, lorsqu'il est utilisé dans le cadre d'un système de freinage, dispense de la nécessité de mettre en jeu un servomécanisme, cela tout en permettant l'obtention de pressions élevées dans le cylindre de freinage. L'invention concerne un circuit hydraulique qui com-prend une pompe à débit constant qui est conçue pour être entraînée en permanence, un réservoir de retour, une canalisa- BAD ORIGINAL t 71 01125 2 2077598 tion qui relie un orifice de sortie de ladite pompe audit réservoir, une canalisation qui relie un orifice d'entrée de ladite pompe audit réservoir, une soupape offrant une restriction variable à 'l'écoulement,laquelle soupape est intercalée 5 sur la canalisation comprise entre l'orifice de sortie de la pompe et le réservoir, ladite soupape étant normale:,:entiouverte et étant conçue pour être commandée par une pression hydraulique qui est appliquée à un orifice de la. soupape par un cylindre hydraulique de commande qui est relié par une canali-10 sation à l'orifice de commande de ladite soupape, des organes pour, actionner ledit cylindre de commande, et enfin un cylindre hydraulique de manoeuvre qui est relié par une canalisation à un peint intermédiaire de la canalisation qui est comprise entre l'orifice de sortie de la pompe et la soupape. 15 L'invention sera décrite ci-après 'de façon plus détaillée en se référant au dessin ci-annexé, lequel est fourni à titre purement illustratif et non limitatif et dans lequel : La figure 1 représente schématiquement un circuit-20 hydraulique selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la soupape de restriction de l'écoulement utilisée dans le circuit selon la figure 1. Le circuit hydraulique qui est utilisé dans le cadre 25 du système de freinage d'un véhicule ou de toute autre machine est montré par la figure'1. Une pédale de frein 1 agit, par l'intermédiaire d'un disque 2 en un matériau élastique sur une tige 10 qui sort d'un cylindre hydraulique de commandeou maître cylindre 3. Ce maître-cylindre fournit une pression de comtaan-30 de qui est appliquée par une canalisation, par exemple par un tube 12, à l'orifice de ccmmari.de ?6 d'une soupape 4 exerçant sur l'écoulement un effet variable de restriction. Cn indiquera plus loin les détails de construction de ladite soupape 4. Le fluide hydraulique est aspiré à partir d'un s l - 35 réservoir 6 par un tube 13 qui aboutit àl'entrée d'unepompe 5 à débit constant, laquelle est entraînée en permanence, aussi longtemps que le moteur (non montré ici) du véhicule ou de toute autre machine, est en mouvement. Le fluide hydraulique en provenance de l'orifice de refoulement de la pompe 5 s'écou-40 le par un tube 14 jusqu'à un raccord en T 16 puis, de là,par BAD ORIGINAL 71 01125 2077598 un tube 18, vers l'orifice d'entrée 56 de la soupape 4. Normalement, la soupape 4 est ouverte, et le fluide quitte ladite r soupape par un orifice de sortie 58 qui fait retour par un tube 20 au réservoir 6. 5 Un tube de débranchement 22 qui part également du rac cord en T 16 est relié à un cylindre hydraulique de manoeuvre 7 qui, dans le cas d'un véhicule, est par exemple un cylindre de frein. Dans les conditions normales, aucune action ne s'exerce 10 sur la pédale 1, et la pression de commande qui règne dans le tube- 12 est essentiellement nulle. La soupape 4 permet le libre passage du fluide depuis le tube 18 vers le tube 20. Par conséquent, la pression à destination du cylindre de manoeuvre 7 par le tube 22 reste nulle. 15 Ainsi que le montre la figure 2, la soupape 4 comprend un corps 50 comprenant une chambre cylindrique 60, avec une cavité 61 qui a un diamètre plus grand du côté fermé 63, alors qu'une autre cavité 71 qui est opposée à la cavité 61 et qui a également un diamètre supérieur au diamètre courant de 20 la chambre est munie d'un filetage intérieur. Un bouchon à vis 52 est vissé dans le filetage intérieur de la cavité 7^• Un joint 54- est intercalé entre le corps 50 et le bouchon à vis 52. L'orifice d'entrée 56 est ménagé radialement dans le 25 corps 50 et il débouche dans la .cavité 60 . Le fluide pénètre dans l'orifice 56, en provenance de la pompe 5i par le tube 18 et traverse ensuite la cavité 60 pour sortir finalement de la soupape par l'orifice de sortie 58 qui est également ménagé radialement, ce dernier étant à l'opposé de l'orifice d'entrée 30 56, étant décalé axialement par rapport à celui-ci et se trouvant dans la cavité 61 dont le diamètre est supérieur au diamètre courant. Le fluide qui sort par l'orifice 58 s'écoule au travers du tube 20 en direction du réservoir de retour 6. Un tiroir 62 qui est vu partiellement en coupe coulis-35 se dans l'alésage 60. Il est muni de deux disques d'extrémité 65 et 67 qui sont reliés l'un à l'autre par une partie 69 à diamètre réduit. Une zone 88 qui est munie d'encoches assure la transition entre la partie à diamètre réduit 69 et le disque 67. Un téton axial 64 qui est porté en saillie par le disque 40 65 peut coulisser dans un alésage borgne 66 qui est ménagé 71 01125 4 2077598 dans le bouchon à vis 52, l'étanchéité étant assurée par un joint torique 84. L'alésage 66 est relié à la cavité 60 par des canaux mutuellement perpendiculaires 68 et 70 qui sont ménagés à l'intérieur du disque 65 et de la partie centrale 5 69. du tiroir 62. L'orifice de commande 76 est ménagé axialemènt dans le corps. 50 et il débouche sur un pistonplongeur 72 qui est rendu étanche par un -J>int torique 86, lequel piston peut coulisser dans un alésage 74-"qui constitue un prolongement de l'orifice 10 de commande76, cela afin de venir porter sur la face frontale du disque 67 du tiroir 62.. " " Un canal 78 d'égalisation des pressions est ménagé lon-gitudinalement dans le corps 50 entre les cavités à diamètre élargi 61 et 71 de l'alésage 60 du corps. Enfin, un orifice de 15 purge 80 qui est fermé normalement par un "bouchon fileté 82 débouche radialement vers l'atmosphère à partir dé l'alésage 74 pour permettre la purge du circuit dé commande. Lorsqu'un effort est appliqué sur la pédale 1, le disque élastique 2 est comprimé de telle sorte qu'il absorbé une 20 partie de la course de la pédale. Une partie de la force exer- ! cée sur la pédale est transmise à la tige 10 et de là au maître- 1 cylindre 3» Le fluide hydraulique sous pression qui sort du | maître-cylindre 3 parvient par le tube 12 à l'entréé de commande 76 de la soupape 4 et repousse le piston plongeur 72 en 25 direction du tiroir 62. Jusqu'en cet instant, le fluide fourni par la pompe 5 s'écoulait librement au travers de la soupape 4. Le tiroir 62 n'était soumis à aucune force particulière dans la' chambre 60, 61, 66, 71 qu'il occupe, étant donné, que le fluide qui 30 entourait ledit tiroir 62 se trouvait à une pression constante essentiellement nulle. Toutefois, la pression dynamique résultant de l'écoulement du fluide au travers de la soupape maintenait le tiroir appliqué sûr -la paroi frontale.63 de la chambre 50. •35 Lorsque la force exercée sur la pédale incite le piston plongeur 70 à écarter le tiroir 62 de la paroi frontale 63, une certaine restriction est opposée à l'écoulement du fluide. dans la soupape, étant donné que l'on a une réduction de la section de passage offerte à l'écoulement entre le disque 67 . \ 40 qui passe avec un certain jeu radial dans la cavité 61 de la 71 01125 5 2077598 chambre, d'une part, et l'arête formée par l'épaulement qui sépare la cavité 60 de la cavité 61, d'autre part. Il en résulte une augmentation de la pression dans l'espace compris entre les disques 65 et 67 du tiroir. Les pressions qui régnent de 5 part et d'autre du tiroir à l'extérieur des disques 65 et 67 sont égalisées par le canal d'équilibrage 78. D'autre part, la pression qui règne entre les deux disques dans la chambre 60 est reportée par les canaux 68 et 70 à l'intérieur cie l'alésage 66. La pression s'exerçant ainsi sur le téton 64 engagé dans 10 l'alésage 6b s'oppose à la poursuite du déplacement du piston plongeur 72 sous l'action de la pédale, et l'équilibre est finalement obtenu. Du fait de la montée de la pression dans les tubes 14 et 18 qui se trouvent en amont de l'orifice d' entrée 56 de la soupape, le fluide hydraulique sous pression 15 actionne le cylindre hydraulique de manoeuvre 7 par l'intermédiaire du tube 22. Si l'on néglige les frottements et si A^ est la section transversale du téton 64, alors que A^ est la section transversale du piston plongeur 72, étant la pression qui règne 20 dans l'alésage 66 alors que dans l'alésage 74 règne la pression Pg, le tiroir se trouve.à l'équilibre si la condition qui suit est respectée : P1A1 = P2A2 Il est clair qu'en rendant iv( plus petit que A£, il est possible de faire fonctionner la soupape 4 avec une pression de commande P2 fournie par le maître-cylindre 3 qui est inférieure à la pression P^ dans l'orifice d'entrée 56 et par conséquent dans la pompe 5 et le cylindre de manoeuvre 7» Comme le volume de fluide hydraulique que le maître-cylindre 3 doit fournir à la soupape 4 est extrêmement petit, (la course du piston-plongeur 72 peut être de l'ordre du millimètre), les dimensions du maître-cylindre 3 et notamment son diamètre peuvent être petits. Comme la course du pistcn-plongeur 72 est faible, la soupape peut être de conception compacte. Cette soupape peut être installée n'importe où dans un véhicule, et même incorporée à la pompe 5 si besoin est. Le rôle du disque élastique 2 est notamment d'obtenir une course de la pédale de frein 1 qui est an peu plus importante que celle du piston du maître-cylindre, grâce à quoi 40 on peut régler avec une grande précision l'action exercée par le cylindre hydraulique de manoeuvre 7- BAD ÔP'^'Ak 25 30 35 71 01125 6 2077598 EEVEKDIOAÏIOHS r 1 - Circuit hydraulique comprenant une-pompe à f I débit constant 5 qui est conçue pour être actionnée en permanence, un réservoir de retour 6, des canalisations 14, 18, 20 pour relier un orifice de sortie de la pompe au réservoir et 5 une canalisation 13 pour relier un orifice d'entrée de la pompe au réservoir, et enfin un cylindre hydraulique de manoeuvre 7 qui est relié par une canalisation à un point intermédiaire des canalisations comprises entre l'orifice de sortie de la pompe et le réservoir, caractérisé par une soupape 4 opposant 10 à l'écoulement une restriction variable, laquelle est intercalée sur les canalisations comprises entre ledit orifice de sortie de la pompe et ledit réservoir,- ladite soupape étant normalement ouverte et étant conçue pour être actionnée par une pression hydraulique qui est appliquée-à un orifice de 15' commande 76 de la soupape par un cylindre hydraulique de commande ou maître-cylindre 3 qui est relié par une canalisation 12 audit orifice de commande de la soupape. 2 - Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le. cylindre hydraulique de manoeuvre 7 est un cylin- 20 dre de frein, en soi connu, d'un véhicule. 3 - Circuit selon la revendication 2, comprenant une pédale 1 pour actionner le maître-cylindre 3, caractérisé par une pièce élastique 2 qui est intercalée entre la pédale 1 et ledit maître-cylindre 3. 25 4 - Circuit selon l'une quelconque des revendica tions précédentes, caractérisé en ce que la soupape 4 comprend un corps creux 50, avec un orifice d'entrée 56 qui est relié à la pompe 5, un. orifice de sortie 58 qui est relié au réservoir 6, un tiroir 62 qui peut se déplacer dans la chambre 60, 30 61 du corps 50 , ledit tiroir et ladite chambre ayant des surfaces qui coopèrent pour définir un passage du fluide au travers de la-soupape, et comprend encore un orifice de commande 76 qui est relié au maître-cylindre 3 et qui communique avec un alésage 74 contenant un piston-plongeur ?2 qui vient s'appli-35 quer sur le tiroir 62 avec une force qui -dépend de la pression régnant dans ledit maître-cylindre, le tiroir 62 pouvant se déplacer sous l'action du piston-plongeur jusqu'à venir occu- bAD OF«G,nAL 71 01125 2077598 per une position variable dans laquelle la section transversale du passage au travers de la soupape est restreinte. 5 - Circuit selon la revendication 4, caractérisé par des organes 64, 66 qui s'opposent au déplacement du tiroir 5 sous l'action du piston-plongeur. 6 - Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce que le tiroir comprend deux disques d'extrémité 65,' 67 qui peuvent coulisser avec joint étanche dans une chambre de la soupape, et une partie 69 a diamètre réduit qui est comprise 10 entre lesdits disques, l'espace qui est compris entre les disques se trouvant en communication permanente avec l'orifice d'entrée 56, la chambre du corps de la soupape comprenant une cavité 61 de section transversale agrandie dans laquelle le premier disque 67 du tiroir passe avec un certain jeu radial, 15 l'orifice de sortie 58 étant en communication avec ladite cavité à section agrandie,..le second .disque 65 portant en saillie longitudinale un téton 64 qui s'engage à coulissement et avec joint étanche dans un alésage 66 du corps de la soupape qui est en communication avec l'orifice d'entrée, ledit téton 20 64 offrant ainsi une surface sur laquelle peut s'exercer une pression en vue de s'opposer au déplacement du tiroir sous l'action du piston plongeur 72. , 7 - Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'alésage 66 du corps de la soupape dans lequel 25 s'engage le téton 64 du tiroir est en communication avec l'orifice d'entrée par un passage 68, 70 qui est ménagé dans ledit tiroir. 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