Brevet FR2106595A1 — publié le 19720505

i 2106595 L'invention concerne un dispositif de sécurité pour installations de freinage d'automobile à deux circuits, dans lesquelles deux circuits de freinage indépendants l'un de l'autre, et dont chacun est équipé de son propre système 5 de conduite'et de cylindres de freins de roues indépendants, sont alimentés en fluide sous pression par un cylindre prin- -cipal de freinage conformé en cylindre-tandem. Les installations hydrauliques de freinage pour véhicules sont, de plus en plus, constituées sous forme de '^sî^ 10 tèmes dits à deux circuits de freinage, dans lesquels chaque^ circuit de freinage est constitué par un système de canalisations indépendant, avec ses propres cylindres de frein de roue, et qui peut être soumis au fluide sous pression au moyen tf-fjxne pédale de freins, agissant sur un cylindre principal de fre j*-15 nage réalisé sous forme de cylindre-tandem et présentant deux chambres de pression séparées ; chacun des circuits de freinage fournissant une puissance de freinage suffisante pour arrêter le véhicule dans le cas où l'autre circuit de freinage, par suite d'avarie au système de conduites ou à l'un des cylindres de 20 frein de roue, est défaillant. £ Pour de telles sortes d'installations à deux cia^p* cuits de freinage, on connaît déjà divers types de valves de sécurité qui sont montées dans le système de canalisations et servent à éliminer une "branche de conduite présentant une chute 25 de pression exagérée, ce qui empêche, en cas d'avarie sur une branche de conduite, la défaillance de l'ensemble du circuit de frein. Avec un type connu d'une telle valve de sécurité (brevet anglais 839 34-9), est monté, dans chaque branche de conduite, un piston différentiel, soumis des deux côtés à la presto sion de canalisation, et ponté par une conduite de contourne-ment qui1, dans les conditions normales, est maintenu, -par la pression s'exerçant sur sa plus grande face et par une butée, dans une position libérant l'ouverture de sortie de la conduite 'de pontage. Lors d'un effondrement de la pression dans la 55 sonduite derrière le piston différentiel, celui-ci, sous l'action de la pression de conduite s'exerçant sur sa plus petite surface, est mis en une position de fermeture bloquant l'ouverture de sortie de la conduite de pontage, de sorte que la branche de canalisations correspondante est fermée. Dans un Y BAD ORIGINAL* 7T 29677 2 2106595 autre type connu d'une valve de sécurité (brevet anglais 978 933) deux pistons sont montés mobiles, dans un bâti de cylindre, de part et d'autre d'une chambre de pression centrale limitée par des butées, ces pistons agissent d'autre part, chacun, sur un volume de fluide relié aux branches de canalisation, de sorte que, lors d'une élévation de pression dans la chambre centrale de pression, il s'établit également une pression dans les branches de canalisation raccordées. En cas de défaillance d'une branche de canalisation, le piston qui lui est adjoint n'éprou-1^ ve pratiquement plus de résistance et, il est déplacé jusqu'à sa butée d'extrémité sur la paroi du bâti de cylindre, ce qui entraîne, il est vrai, aussi un déchargement passager de l'autre piston adjoint à l'autre branche de canalisations, toutefois ce dernier sera à nouveau soumis à la pleine pression de freinage dès que l'un des pistons a atteint sa butée. Dans un autre modèle de valves de sécurité pour installations à deux circuits de freinage, deux pistons, rigidement reliés entre eux, sont montés coulissant dans deux chambres de cylindre séparées, au moins deux surfaces de jhiston se faisant vis-à-vis étant soumises à la pression engendrée par le cylindre principal de frein, et les branches de canalisation étant raccordées aux différentes chambres de cylindre, de telle sorte que, dans toutes les branches de canalisation des deux circuits de freinage, règne à peu près la même pression d« fluide. Dans un type connu d'une telle valve de sécurité, (brevet français 1 391 121) , sont formées, dans un bâti de cylindre subdivisé au moyen d'un piston double, quatre chambres de cylindre, étanches au fluide, séparées les unes des autres ©fe, en ce qui concerne leur raccordement .respectif, .aux branches de canalisation soumises en diagonale à. des pressions de fluide différentes, de façon à obtenir aussi bien une pression régulière dans "toutes les branches de canalisation, qu'un état équilibre dans "les autres branches dans lé cas d'avarie d'une, branche de canalisation. Dans un autre type de. c;e genre de valve, de sécurité (brevet Etats-Unis d'Amérique 3 144- 920), toutes les branches de canalisation des deux circuits de freinage- sont raccordées à un bâti de cylindre ? et deux gi,stonSj rigidement reliés entre eux, sont montés couliss.ants .dans deux chambres de "cylindre1 raccordées entre elles par un.orifice dans .une-paroi 71 29677 5 2106595 de séparation. Les pistons y sont soumis, d'une part, à la pression de fluide engendrée par le cylindre principal de freinage et, d'autre part, à la pression de réaction du cylindre de freins de roue de chaque circuit de freinage, 13 raccordement 5 des "branches de canalisation étant réalisé de telle sorte que toiB les cylindres de frein de roue sont,d'abord pour les deux systèmes de frein, soumis à la pression du cylindre principal de frein, et que le courant de fluide allant à l'un ou à l'autre , des cylindres de frein de roue de l'un des circuits de freinage 10 se trouve étranglé ou complètement bloqué, en dépendance de pression à réaction du cylindre de frein correspondant dans l'autre circuit de freinage, dans le cas où la pression dans une "branche de l'autre circuit de freinage s'effondre,, Dans les "branches de conduites de l'autre circuit de freinage sont dis-posés des pistons auxiliaires en forme de soupapes à pointeau, mais tenues en équilibre par la pression de conduite et par la pression du cylindre principal de freinage, et qui, en cas de chute de pression, bloquent la branche de canalisation. C'est pourquoi, avec les soupapes de sécurité existant jusqu'à pré— 20 sent, il faut, à côté d'un jeu variable de la pédale de frein, s'accommoder d'une réduction de la puissance de freinage applicable, qui, en outre, n'intervient que sur un côté du véhicule, ce qui a pour conséquence le danger de dérapage du véhicule0 L'invention se propose donc de réaliser un dispo-25 sitif de sécurité pour installations à deux circuits de freinage pour véhicules, dans lequel sont évités aussi bien une réduction de la puissance totale de freinage applicable que le freinage d'un seul côté en cas de défaillance d'une branche de conduite d'un circuit de frein., 50 Selon l'invention, à chaque circuit de freinage", sont adjoints un organe d'amplification de pression monté en by-pass et un organe de commutation verrouillant le circuit principal, et les deux organes se placent d'eux-mêmes en fonction de la chute de tension dans l'un des circuits de freinage., D'a-35 près une réalisation avantageuse de l'invention, l'organe d'amplification de pression sera constitué par un piston différentiel, dont la plus grande et la plus petite surface de piston sait soumises à la pression d'un circuit de freinage, ce piston comporte aussi ■une surface annulaire qui reçoit la pression de 71 29677 2106595 l'autre circuit de freinage, la plus petite surface de piston étant, judicieusement, tout au plus la moitié de celle de la grande surface de piston, et la surface annulaire correspondant au moins à la différence entre la grande et la petite surface 5 de pistons. L'organe de commutation consiste en un piston de commande qui est soumis, en position normale, à la pression des deux circuits de freinage et qui, en position de "blocage, ne reçoit exclusivement que la pression d'un organe d'amplification de pression. Des ressorts de rappel et des "butées de fin 10 de course sont adjoints tant aux pistons différentiels qu'aux pistons de commande ; et les "butées des pistons de commande coopèrent avantageusement avec des contacts électriques qui allument une lampe de signalisation indiquant la défaillance d'un circuit de freinage. Une conformation particulière avantageuse 15 de cette forme de réalisation de l'invention prévoit que les pistons différentiels constituent les organes d'amplification de pression, et que les pistons de commande servant d'organes de commutation sont, pour les deux circuits de freinage, montés dans un bâti commun faisant suite au cyoindre principal de frei-20 nage, une face frontale du piston de commande et la surface annulaire du piston différentiel de l'un des circuits de freinage étant respectivement reliées au circuit principal de l'autre circuit de freinage par des canalisations. Les organes de commande peuvent aussi être montes, avec le cylindre principal de 25 freinage, dans un bâti commun suivant une autre forme de réali- • sation de l'invention, il est prévu que le déplacement des pistons de commande bloquent le- circuit principal est commandé par des électro-aimants qui peuvent être enclenchés par un palpeur de pression, en fonction de la chute de pression dans 30 l'autre circuit de freinage, les palpeurs de pression étant constitués pour enclencher automatiquement les contacts, et étant d'autre part raccordés aux lampes de signalisation à l'intérieur du véhicule. Grâce à l'adjonction d'un organe d'amplification 35 de pression monté èn by-pass sur chacun des circuits de freinage, et en liaison avec une possibilité de bloquer le circuit principal de chaque circuit de freinage, la pression de freinage dans un circuit de freinage peut, en cas de défaillance de l'autre circuit de freinage, être accrue de telle sorte que des 40 pertes sensibles de la puissance totale de freinage soient 71 29677 5 2106595 évitées. Simultanément, on obtient ainsi que pour les installations de freinage à disques à quatre pistons, sur toutes les roues reste appliquée aux disques de frein une puissance de freinage correspondant à la puissance de freinage au départe Le processus de commutation nécessaire à cet effet est exécuté à l'aide du moyen caractérisé de telle sorte qu'il ne se produise aucune réduction passagère de l'effort de freinage» Comme autre avantage de l'invention, il faudrait ajouter que le processus de commutation se produit automatiquement et rapidement, ce qui empêche également une chute passagère de la puissance de freinage. Les avantages sont obtenus sans dépenses de construction et sans frais importants» L'invention est décrite ci-dessous en détail à l'aide de deux exemples de réalisation, en se référant aux dessins, qui montrent : en Fig. 1 , une représentation schématique d'une installation partielle de véhicule à deux circuits de freinage, équipée d'un dispositif de sécurité suivant l'invention ; en lig. 2 , une représentation schématique d'une installation complète de véhicule, à deux circuits de freinage, équipée d'un dispositif de sécurité suivant l'invention ; - en Fig. 3 , -une coupe longitudinale à grande é-chelle du dispositif de sécurité, suivant l'invention, des installations de freinage suivant les figures 1 et 2. Dans l'installation de freinage à deux circuits représentée sur la figure 1, telle qu'on en utilise en particulier pour les véhicules à traction standard et à traction avant, avec une répartition d'effort de freinage d'environ 2-2,5 î il est prévu deux systèmes de conduites indépendants 3 et 4, formant respectivement avec les cylindres de freins de roues 1 et 2 un circuit de freinage, et qui sont alimentés en fluide sous pression par un cylindre principal de freinage 8, constitué en cylindre-tandem par deux chambres de pression séparées 6 et 7j et pouvant, être actionné, par une pédale de frein 5« Les cylindres de- frein de poues 1 et 2 de l'essieu avant sont disposés indépendamment l'un de l'autre dans -la sellette de fie in 9, par paire, de part çt, d'autre.des disques de freins, et ils commandent un; support commun de garniture-de frein 10. Assujetti au cylindre principal de frein 8j. e£ a?elié à ses chambres de pres-siop. et 7 par .les canalisations 11 et 12, un dispositif de 71 29677 s 2106595 sécurité 13 suivant l'invention est intercalé dâns le circuit de freinage. Bur la conduite 11, entre le cylindre principal de frein 8 et le dispositif de sécurité 13» est dérivée une conduite 11* qui, d'une façon connue en soi, va aux cylindres de 5 frein 1* du frein à disque affectés au freinage arrière. Le dispositif de sécurité 13 contient, pour chacun des circuits de freinage 3 et 4, un piston différentiel 14 ou 15, monté en dérivation et servant d'organe amplificateur de pression, et un piston de commande 16 ou 17 fermant le débit principal.» Les 10 pistons différentiels 14, 15 sont constitués en conséquence et "branchés par les canalisations 18, 19 et 20, 21, en dérivation sur le circuit principal formé par les canalisations 11, 12 ainsi que 3» 4 et par les chambres de cylindre 22 et 23 recevant; les pistons de commande 16 et 17. Les pistons différen-15 tiels 14, 15 présentent une large surface de piston, 24 ou 25, et une surface de piston plus petite, 26 ou 27, et, entre les deux surfaces de piston 24, 26 ou 25» 27 des espaces annulaires 28 ou 29, et ils sont équilibrés par un ressort de rappel 30 ou 31° En position normale, les pistons différentiels 14, 15 por-20 tent contre les butées d'extrémité 32 ou 33 ; ils sont alimentés sur leurs petites surfaces 26 ou 27 et sur leurs grandes surfaces 24 ou 25» par la pression respective du même circuit de freinage, et, dans leurs espaces annulaires 28 ou 29 par le circuit principal 11 ou 12 de chaque autre circuit de frein; 25 Par l'intermédiaire des canalisations 34- ou 35- Les pistons de commande 16, 17 présentent une gorge annulaire 36 ou 37» lesquels la liaison entre les deux sections de canalisation 3 et 11, ou 4 et 12, du circuit principal sera établie ou interrompue. Par les canalisations 38 ou 39» les pistons de comman-50 ûe 16 et 17 sont soumis, d'une part à la pression dans, le circuit principal de l'un des circuits de frein, d'autre part à la pression dans le circuit dérivé sur l'autre cirpuit de: freinc De plus, aux pistons de commande 16, 17, sont, adjoints des ressorts de rappel 40, 41 et des butées d'extrémité,,42* 43. 35 Les butées 42, 43 en forme d'appendices en.bétons.agissent en coopérant avec dës contacts électriques dans le couyejple de cylindre, contacts par lesquels peuvent êtrp allumées..,des lampes de signalisation 44, 45. situées dans le champ, de ,visibilité du conducteur, et indiquant la défaillance de l'un ou l'autre des 71 29677 7 2106595 circuits de frein. Le fonctionnement du dispositif de sécurité suivant l'invention est le suivant : Lorsque les circuits de frein travaillent 5 normalement^ il s'établit, quand on agit sur la pédale de frein 5) dans les deux systèmes de conduites 3 et 4, une même pression pour laquelle les sabots de frein sont appliqués par les cylindres 1, 2 de freins de roues. Le fluide passe alors des 36 et 37» dans les systèmes de conduites 3 et 4. Simultanément, les pistons de commande 16 et 17 sont alimentés par les conduites 38 et 39» et le fluide de pression arrive, par les conduites 18, 19 et 20, 21, sur les grandes surfaces de piston 15 24, 25 , les petites surfaces de piston 26, 27 des pistons différentiels 14, 15 et, par les canalisations 3^» 35 respectivement dans les surfaces annulaires 28, 29 du piston différentiel 14 ou 15 affecté à l'autre circuit de frein. Par suite ces pistons différentiels sont en équilibre et, donc, sans effet. 20 Si, maintenant, le circuit de frein du cylindre de frein de roue 1 par exemple vient à être défaillant, la pression s'annule dans le système de conduite 3 et,- en même temps, la canalisation 11 et la chambre de pression 6 sont sans pression. Simultanément, la pression tombe dans la canalisation 38 et dans 25 la chambre de cylindre 23, et l'alimentation en pression de la suBface annulaire 29 du piston différentiel 13 disparaît. Par suite, le piston différentiel 15 glisse vers la gauche si l'on se réfère à la figure 1, engendrant ainsi, par sa petite surface 27 une pression accrue dans un rapport de multiplication 50 correspondant, dans la canalisation 21. Désormais, à cause de la pression dans la canalisation 21, le piston de commande 17 sera déplacé malgré l'effort du ressort de rappel 41, ce qui interrompra la liaison directe de circuit principal entre les canalisations 4 et 12, et enverra la pression plus élevée, 35 régnant dans la conduite 21, par la conduite dérivée 21*, dans les canalisations du circuit de frein pour le cylindre de frein de roue 2. En raison de la pression notablement plus étroite, avec laquelle les supports de garniture de frein 10 sont appliqués sur les disques de frein, la parte en puissance efficace 71 29677 8 2106595 de freinage sur l'essieu avant sera compensée. L'insuffisance inévitable du freinage d'essieu arrière, lors de perte de pression dans le circuit de freinage du cylindre.de frein de roue 1, doit être acceptée dans cette installation économique de freinage» Avec la répartition d'effort de freinage exposée au début, la défaillance ne prend pas une importance décisive. Lors d'une fuite dans le circuit de frein du cylindre 2 de frein de roue, le processus de commutation décrit se répète avec les organes de commande 14- et 16, ce qui rend sous pression la canalisation 39 et la chambre de cylindre 22, ainsi que les canalisations 20, 21. et avec elles le piston différentiel 15» en ce qui concerne ses surfaces petite et grande 25, 27. En outre, la pression agissant sur la surface annulaire 28 du piston différentiel 14 tombe, de sorte que le piston différentiel 14, sous l'influence de fluide de pression alimentant sa surface la plus grande 24, glisse vers la gauche, et engendre, par sa petite surface 26, une pression correspondante plus élevée dans la canalisation 19, pression sous l'effet de laquelle le piston de commande 16 est déplacé de telle sorte que la communication existant, par le canal annulaire, entre les conduites 3 et 11 est interrompue et que, désormais, la pression plus élevée régnant dans la conduite 19 ou 19* est envoyée dans le système de conduite 3. Dans ce cas, le freinage de l'essieu arrière conserve toute son efficacité» Sur la figure 2, le dispositif - de sécurité 13 précédemment décrit est représenté pour une installation symétrique de freinage établie avec quatre cylindre® par frein de roue. Des freins de ce type avec une répartition d'effort de freinage d'environ 1,6 : 1 sont en général nécessaires sur des véhicules dont les masses à freiner se trouvent principalement à l'arrière. L'installation de frein pour le freinage de l'essieu avant avec les cylindres de freins de roues 1 et 2, la mâchoire de frein 9» ainsi que les supports de garnitures de friction 10 ont été conservés inchangés, avec les mêmes repères, que dans l'exemple de réalisation de la figure 1. Il en est de même pour les éléments du dispositif de sécurité 13. Le frein de roue arrière, constitué d'une façon analogue à celle du frein de roue avant, comporte les 71 29677 9 2106595 cylindres de frein de roues 1* et 21, dont le réseau de canalisation 31 et 4' est raccordé au système correspondant de conduites 3 et 4 des freins de roues avant» En cas de défaillance d'un circuit de freinage, par exemple du circuit pour les cylindres de frein de roue 1 et 1*, le cycle de fonctionnement déjà décrit dans l'exemple de réalisation de la figure 1 se reproduit, entre les pistons différentiels 14 et 15 d'une part, et les pistons de commande 16, 17 d'autre part, avec pour "but, que s'établisse une pression plus élevée dans les cylindres de frein de roue 2 et 2*«> L'avantage de cette réalisation est qu'il n'y a pas à s'accommoder d'une perte sensible des disponibilités d'efforts de freinage, tant sur l'essieu avant que sur l'essieu arrière. La défaillance de l'un ou l'autre des circuits de freinage est alors indiquée par l'une des lampes de contrôle 44 ou 45. Dans le dispositif de sécurité 13, au reste complètement identique, pour les installations de freins des figures 1 et 2, on peut adjoindre aux pistons de commande 16, 17, comme montré sur la figure 3 dans la moitié supérieure du dessin, des électroaimants 46 qui peuvent être enclenchés par des palpeurs de pression 47 donnant des impulsions électriques et contrôlant la pression dans les systèmes de conduites 3 ou 4. Les pistons de commande 16 ou 17 seront, en fonction d'une chute de pression dans l'autre circuit de frein déplacés de la même façon que ceci se produit avec la forme de réalisation sans électro-aimant (moitié inférieure de la figure 3)» sous l'effet de la pression régnant ou s'é-tablissant dans les canalisations 18 ou 20 . De plus, le palpeur de pression est relié à la lampe de signalisation 45. 71 29677 10 2106595 EEVEUBICAIIOHS lo Dispositif de sécurité pour installations à deux circuits de freinage de véhicules, dans lesquelles deux circuits de freinage indépendants 1'un de l'autre et dont 5 chacun est équipé de son propre système de conduites et de cylindres de freins de roues indépendants, sont alimentés en fluide sous pression par un cylindre principal de freinage conformé en cylindre-tandem caractérisé en ce que, à chaque cir-cuit de freinage sont adjoints un organe d'amplification de pres-10 sion (pistons différentiels 14,15), monté en "by-pass, et un organe de commutation (piston de commande 16,17) fermant le circuit principal, et en ce que les deux organes se placent d'eux-mêmes en fonction de la chute de pression dans l'un des circuits de freinage. 15 2. Dispositif de sécurité suivant la re vendication 1 caractérisé en ce que l'organe d'amplification de pression est constitué par un piston différentiel (14,15), dont la plus grande surface (24, 25) et la plus petite surface (26, 27) sont soumises à la pression d'un circuit de freinage, et 20 comportant un espace annulaire (28, 29), agissant dans le même sens que la plus petite surface de piston (26, 37) » et soumis à la pression de l'autre circuit de freinagec 3. Dispositif de sécurité suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'organe de commuta-25' tion est constitué par un piston de commande (16, 17) qui, en position normale, est soumis à la pression des deux circuits de freinage et, en position de "blocage, est exclusivement sollicité par la pression de l'organe d'amplification de pression (14, 15). 30 4. Dispositif de sécurité suivant l'en semble des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plus grande des surfaces de piston (24, 25) est au moins deux fois plus grande que la plus petite (26, 27), et qu'en outre la surface annulaire (28, 29) est au moins égale à la dif-35 férence entre la grande et la petite surface de piston. 5. Dispositif de sécurité suivant l1ensembles des revendications précédentes., caractérisé en ce que des ressorts de rappel (30, 31 ou 40, 41) et des butées de fin de course (32, 33 ou 42, 43) sont adjoints tant aux pistons 71 29677 ii 2106595 différentiels (-14, 15) qu* aux pistons de commande (16,17)» les butées de fin de course (42, 43) des pistons de commande (16,17) coopérant avec des contacts électriques qui, d'autre part, allument des lampes de signalisation (44,45) pour indiquer la dé-5 faillance d'un circuit de freinage. 6o Dispositif de sécurité suivant l'ensemble des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pistons différentiels (14,15) servant d'organes d'amplification de près-, sion et les pistons de commande (16, 17) servant d'organes de 10 commutation et bloquant le circuit principal sont montés dans un bâti 'commun, dans lequel les pistons de commande (16,17) et les surfaces annulaires (28, 29) des pistons différentiels (14,15) de l'autre circuit de freinage sont respectivement reliés au circuit principal d'un circuit de freinage par les canalisations 15 (34, 35 , et 38, 39). 7. Dispositif de sécurité suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, à chaque piston de commande (16, 17) est adjoint un électro de commande (46) pouvant être, par un palpeur de pression (47), enclenché dans le système 20 de canalisation (3 ou 4),