Brevet FR2086383A1 — publié le 19711231

La présente invention a essentiellement pour objet un circuit de commande de frein à ressort destiné à être utilisé comme frein de secours de véhicule automobile. En particulier la présente demande vise une amélioration du circuit de commande objet du 5 brevet principal dont la demande a été déposée le 15 avril 1971 sous le PV N° 71-13267. On a déjà équipé des véhicules automobiles de frein à ressort conçu pour solliciter un élément de,fric±ipn d'un dispositif de freinage' dans la direction correspondant a l'application au 40 frein sous l'action d'un élément mobile de sortie solidaire de mo- ) yens formant ressort. De tels freins à ressort sont du type comportant un boîtier dans l'alésage duquel sont montés de façon étanche des pistons pour y définir au moins une chambre de pression reliée à une source principale de pression, lesdits pistons étant sensi-1$ bles aux pressions du fluide contenu dans lesdites chambres de façon à agir à 1'encontre de moyens formant ressort. En vue d'utiliser des freins à ressort dans un double circuit hydraulique de freinage, l'invention propose un circuit de commande de frein à ressort du type défini ci-dessus comportant une l» valve de commande reliant séparément deux sources de pression indépendantes à deux jeux de chambre, de pression de frein a ressort, conçue pour contrôler les alimentations en fluide sous pression dans lesdits deux jeux de chambre de pression, suivant les déplacements d'au moins deux éléments mobiles d'entrée indépendants com-mandés d'une part par des moyens mécaniques d'autre part par des moyens formant piston sensibles à une pression différentielle et susceptibles de se déplacer lorsque ladite pression différentielle dépasse une valeur prédéterminée. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins ci-annexés dans lesquels : Les Figures 1, 2 et 3 représentent trois modes de réalisation particuliers d'un dispositif de freinage de véhicule automobile à double circuit comportant un circuit de commande de frein à 35" ressort selon la présente invention, La Figure 4 est une vue en coupe de la valve de commande de frein à ressort représentée dans la Figure 1, La Figure 5 est une vue de dessus avec arrachements partiels de la valve de commande représentée dans la Figure 4, IfO et la Figure 6 est une vue de dessus avec arrachements partiels à échelle réduite de moitié, d'un autre mode de réalisation 71 14719 2 2036383 selon l'invention de la valve de commande. Le dispositif de freinage de véhicule automobile représenté sur la Figure 1 se compose essentiellement d'un circuit de freinage avant 10 et d'un circuit de freinage arrière 12. Chaque circuit 5, comporte une pompe 20 et 22 mise en oeuvre par le moteur du véhicule, destinée à emmagasiner du fluide sous pression dans un accumulateur 24 et 26. Une valve d'alimentation 14 est reliée par une conduite 56 à l'accumulateur avant 24 et par une conduite 58 à l'accumulateur arrière 26. La valve d'alimentation 14 est commandée 10 par une pédale de frein 28.d'un type quelconque pivotant sur une tige 30. Lorsque le conducteur du véhicule appuie sur la pédale 28 la tige 30 met en oeuvre la valve d'alimentation 14. Au cours de l'application du frein à pied le fluide sous pression maintenu dans les conduites 56 et 58 est envoyé respectivement dans les conduites 15 40 et 42 de façon à mettre en oeuvre les freins avant 44 et arrière 46. Lors du relâchement de la pédale de frein, le fluide sous pression contenu dans les freins avant et arrière 44 et 46 retourne respectivement à travers les conduites 52 et 54 vers les réservoirs 16 et 18. Le fluide contenu dans le réservoir avant 16 est prêt à être 20 remis en pression par la pompe avant 20 par l'intermédiaire d'une conduite d'alimentation. Après sa remise en pression le fluide est ensuite envoyé dans l'accumulateur avant 24. De même le fluide contenu dans le réservoir arrière 18 oeut être remis en pression par la pompe arrière 22 et être ensuite envoyé dans l'accumulateur ar-25 rière 26. Le circuit de commande de frein à ressort objet de l'invention comporte une valve de commande 60 reliée au frein à ressort 74 et 76 par deux conduites indépendantes 70 et 72. Tel que représenté schématiquement sur la Figure chaque frein à ressort 74 et 76 comporte deux chambres de pression indépendantes reliées séparément 30 aux conduites 70 et 72. Les sources de pression sont définies par les accumulateurs 24 et 26 convenablement reliés aux orifices d'entrée 62 et 64 de la valve de commande 60. En condition normale d'utilisation les sources de pression 24 et 26 sont en communication respectivement avec les conduites 70 et 72 à travers des orifices 35 de sortie 66 et 68 de la valve de commande 60 de façon à maintenir une pression suffisante dans les chambres de pression (non représenté) des freins à ressorts et à maintenir ces derniers comprimés. La valve de commande 60 comporte un levier 78 qui peut être déplacé de la position verticale à la position horizontale pour mettre 40 en oeuvre les freins à ressort. En effet lorsque le levier 78 est 71 14719 3 2036383 dans sa position horizontale les communications de fluide entre les orifices d'entrée 62 et 64 et les orifices de sortie 66 et 68 sont coupées et les communications de fluide entre les orifices de sortie 66 et 68 et les orifices d'évacuation 80 et 82, prévus dans la valve 5 de commande 60, sont ouvertes de façon à permettre au fluide sous pression contenu dans les freins à ressort 74 et 76 de retourner à travers les conduites 72 et 70 vers la valve de commande 60, et de rejoindre les réservoirs 16 et 18 à travers les orifices d'évacuation 80 et 82. 10 La valve de commande 60 comporte d'autres moyens susceptibles de mettre en oeuvre les freins à ressort 74 et 76 lorsque la pression de fluide du circuit de frein avant 10 est supérieure à la pression du fluide contenu dans le circuit de frein arrière d'une valeur prédéterminée. En effet les freins avant 44 communiquent 15 avec une prise de pression avant 84 prévue dans la valve 60, tandis que les freins arrière 46 communiquent avec une prise de pression arrière 86 prévue dans la valve 60. Lors de la mise en oeuvre de la pédale de frein 28, si la pression du fluide destinée aux freins avant est supérieure à la .pression du fluide destinée aux 20 freins arrière d'une valeur prédéterminée, la valve 60 est susceptible de permettre la mise en oeuvre partielle des freins à ressort 74 et 76. De plus la pression du fluide contenu dans les chambres de pression des freins à ressort est modulée de façon à obtenir une diminution de pression dans les chambres précitées sensiblement 25 proportionnelle à l'augmentation au-dessus de ladite valeur prédéterminée de la chute de pression dans le circuit arrière. Lors du relâchement de la pédale de frein 28 la différentielle de pression existant entre les circuits de freinage avant et arrière disparaît. De cette façon les chambres des freins à ressort 74 et 76 sont de 30 nouveau en communication avec les sources de pression principales. Comme la valve 60 se compose de deux demi-valves indépendantes, il est possible qu'une demi-valve soit hors d'usage tandis que l'autre demi-valve continue à maintenir les freins à ressort 74 et 76. Il est donc avantageux -de prévoir dans le circuit de commande 35 un voyant lumineux électrique commandé par des détecteurs de chute de pression 90 et 92 convenablement disposés sur les conduites 70 et 72, de façon à prévenir le conducteur du véhicule du mauvais fonctionnement de la valve de commande 60. Dans le circuit de freinage représenté sur la Figure 1 les circuits de freinage avant 10 40 et arrière 12 commandent respectivement un jeu de frein avant 44 71 14719 4 2086383 monté sur les rouës avant du véhicule et un jeu de freins 46 monté sur les roues arrière du véhicule, tandis que les freins de secours 74 et 76 sont montés sur les roues arrière précitées. Dans un but d'améliorer la sécurité du système de freinage dé-5 crit ci-dessus les circuits de freinage représentés partiellement dans les Figures 2 et 3 diffèrent du circuit de freinage représenté dans la Figure 1 par les points suivants : Tels que représentés dans la Figure 2 un moteur de frein 44, 44a appartenant au circuit avant 10 et un moteur de frein 46a, 46 10 appartenant au circuit arrière 12 sont montés sur chaque roue du véhicule. Tel-, que représenté sur la Figure 3, le circuit de freinage avant 10 comporte un jeu de deux freins 44 montés sur chaque roue avant du véhicule et un jeu de frein 44a montés sur chaque roue 15 arrière du véhicule. Considérons maintenant la Figure 4, elle représente une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la valve d e commande 60 représentée dans la Figure 5. La valve de commande 60 comporte essentiellement un boîtier 94 dans lequel deux compartiments avant et arrière 20 respectivement 96 et 98 communiquent par l'intermédiaire d'un passage 100. Le compartiment avant 96 permet la communication entre les orifices d'entrée 62 l'orifice de sortie 66 et l'orifice d'évacuation 80.. La liaison avec la conduite de haute pression 56 au niveau de l'orifice d'entrée 62 est faite par un bouchon fi]été 102 fixé 25 de façon étanche dans le boîtier 94 par l'intermédiaire d'un joint 110. Le fluide de haute pression arrivant de la conduite 56 est dirigé vers une chambre 108 par un passage 104 prévu dans une douille 106 solidaire du boîtier 94. Le fluide sous pression est ensuite dirigé de la chambre 108 par une chambre de valve 112 à travers un 30 passage 114 prévu dans un manchon cylindrique 116. La chambre de valve 112 est définie par le manchon cylindrique 116, un clapet 118 coopérant avec un siège 128, dans la position telle que représentée dans la Figure 2, et un support de clapet 126. Le support 126 est monté de façon étanche dans une paroi prévue dans le manchon cylin-35 drique 116. Cette paroi isole la chambre de valve 112 d'une cavité 132 prévue dans le manchon cylindrique 116. Un ressort 122 prenant appui contre le manchon 116 et un épaulement prévu sur le support 126 sollicite normalement le clapet 118 contre son siège 128. Un joint d'étanchéité 124 est prévu entre le manchon cylindrique 116 40 et le siège du clapet 128. 71 14719 5 2086383 Lorsque le bouchon 102 est vissé à fond dans le boîtier 94, son extrémité avant vient en butée contre le manchon cylindrique 116 lui-même en butée contre une cale 146 destinée à maintenir le siège 128 en position dans le manchon cylindrique 116. D'autre part 5 la cale 146 vient buter contre un épaulement prévu dans le boîtier 94 et une douille 148. De la même façon la douille 148 coopère avec des moyens d'étanchéité 150 qui viennent buter contre un épaulement du boîtier 94. Une chambre de travail 130 est disposée dans le compartiment 10 96 de l'autre côté du siège 128 par rapport à la chambre de valve 112. Coàme il sera expliqué en détail plus tard lorsque le clapet 118 est dégagé de son siège par un élément mobile d'entrée 154 le fluide sous pression se déplace de la chambre de valve 112 vers la chambre de travail 130 traversant un orifice 152 prévu dans la douil-15 le 148. Un alésage relie la chambre de travail 130 h l'orifice de sortie 66. Tels que représentés sur la Figure 4 les différents éléments de la valve de commande 60 sont dans des positions telles qu'ils permettent au fluide sous pression contenu dans les chambres des freins à ressort 74 et 76 de s'écouler à travers l'orifice de 20 sortie 66, la chambre de travail 130, l'orifice 152 et dans un passage 158 prévu dans l'élément mobile d'entrée 154. Le passage 158 est relié à l'orifice d'évacuation 80 par un alésage. La force nécessaire pour déplacer l'élément mobile d'entrée 154 est transmise par une tige poussoir 162. La tige poussoir 162 25 traverse le passage'100 et s'étend dans le compartiment 98. La tige poussoir 162 est solidaire par vissage d'une fourchette 192 qui est montée pivotant sur un arbre 196 par l'intermédiaire d'un axe 194. L'arbre 196 est monté coulissant de façon étanche dans un alésage prévu dans un bouchon 178 solidaire du boîtier 94. L'extrémité ex-30 térieure de l'arbre 196 est solidarisée à une liaison mécanique qui sera décrite en détail plus tard. Le compartiment arrière 98 dans lequel débouchent les prises de pression avant 84 et arrière 86, comporte un alésage dans lequel sont montés coulissant des moyens formant pistons de façon à y défi-35 nir une chambre de commande 166 reliée à la prise de pression avant 84. Les moyens formant pistons se composent essentiellement d'un piston annulaire externe 164 dans l'alésage duquel est monté coulissant un piston interne coaxial. Tel que représenté sur la Figure 4 le piston' interne est défini par une portion de la tige-poussoir 40 162. Des joints d'étanchéité 168 et 170 sont convenablement disposés 71 14719 6 2086383 entre le piston interne, le piston externe et le boîtier 94 de façon a isoler les deux prises de pression avant et arrière 84 et 86. Tel que représenté sur la Figure 4, un ressort 184 prenant appui sur le bouchon 178 sollicite par l'intermédiaire d'une rondelle 186 5 la tige 162 vers la gauche. De même un ressort 176 prenant appui sur le bouchon 178 sollicite le piston annulaire 164 par l'intermédiaire d'une rondelle 180, en appui contre une butée prévue sur la tige 162 de façon à solliciter cette dernière vers la gauche selon la figure 4. La rondelle 180 10 est maintenue solidaire du piston 164 par un circlip 182 monté sur le piston 164. Une douille 190 est disposée entre le bouchon 178 et la rondelle 186 de façon à limiter les déplacements du piston annulaire 164 vers la droite si l'on considère la Figure 4. La douille 180 comporte une ouverture 188 permettant au fluide d'agir sur le 15 piston interne. Comme montré clairement sur la Figure 5, la valve de commande 60 comporte deux demi-valves indépendantes, comportant chacune des prises de pression avant et arrière indépendantes. Chaque demi-valve comporte un orifice d'entrée 62 et 64, un orifice de sortie 20 66 et 68, un orifice d'évacuation 80 et 82, et deux orifices de purge des compartiments arrière 216, 220 et 218, 222. Les deux éléments mobiles d'entrée sont solidaires comme expliqué ci-dessus des deux axes 196 et 226 dont les extrémités libres, pourvues d'une tête aplatie 200, sont disposées dans une fourchette prévue à l'extré-25 mité des bras d'un fléau 198. Le fléau 198 est monté pivotant sur un poussoir 204 par l'intermédiaire d'un axe 202. Le poussoir 204 est également monté .pivotant autour d'un axe 210 sur une came 208 qui prend appui sur un capuchon 206 solidaire du boîtier 94. La came 208 représentée de profil dans la Figure 4 est conçue pour être 30 déplacée en rotation par un levier 78 qui comporte à son extrémité une poignée 214. La Figure 6 représente un autre mode de réalisation de la valve de commande qui comporte une seule chambre de commande 166 a laquelle est associé un seul jeu de pistons coaxiaux dont le pis-35 ton interne est solidaire d'une tige-poussoir 236. La tige 236 est rendue solidaire par un axe 202 d'un fléau 198 dont les bras sont convenablement reliés par les tiges 228 et 230 aux éléments mobiles d'entrée de chaque demi-valve. Cette différence majeure mise en évidence, la valve de commande représentée dans la Figure 6 se 40 compose d'éléments similaires à ceux de la valve de commande repré 71 14719 7 2086383 sentes sur les Figures 4 et 5, dont la description détaillée ne sera pas reprise ici. Le dispositif de freinage décrit ci-dessus fonctionne de la manière suivante : pour relâcher le frein de stationnement, le 5 levier 78 doit être déplacé de sa position horizontale vers une position verticale représenté en ligne tiretée sur la Figure 4. A cause de la disposition excentrée de la came 208 par rapport à l'axe 210 ce mouvement permet au ressort 176 et 184 de se déplacer vers la gauche de la Figure 4 le piston annulaire 164, la tige-10 poussoir 162, la fourchette 192, l'axe 194 et l'arbre 196. Ce mouvement vers la gauche de l'arbre 196 entraine la came jusqu'à venir en butée sur le capuchon 206. Il en résulte un déplacement vers la gauche suivant la Figure 4 de l'élément mobile d'entrée 154, qui vient coopérer avec le clapet 118 de façon à couper la communica-15 tion de fluide entre l'orifice de sortie 66 et l'orifice d'évacuation 80, puis dégager le clapet 118 de son siège 128 permettant ainsi une communication de fluide entre l'orifice d'entrée 62 et l'orifice de sortie 66. Le fluide sous pression parvient alors dans les chambres des freins à ressort 74 et 76 et permet le relâchement de 20 ces derniers par compression de.s ressorts. Il est à noter que par la présence de la cavité 132, le clapet 118 est soumis à une force de pression différentielle existant entre les chambres 112 et 130. Cette disposition permet au clapet 118 d'être facilement équilibré et de se dégager plus rapidement 25 de son siège 128 quelle que soit la valeur de la pression du fluide contenu dans la chambre 130. Nous supposerons maintenant dans l'explication qui va suivre que les différents éléments de la valve 60 sont dans des positions telles que décrit ci-dessus permettant le relâchement des freins à 30 ressort 74 et 76 c'est-à-dire que le levier 78 est en position verticale, lors d'un freinage commandé par la pédale de frein 28. Toute baisse de pression dans le circuit de freinage arrière 12 entraîne une chute de pression dans la prise de pression 86, et la création d'une force de pression différentielle agissant sur le piston annu-35 laire externe 164 et sur la partie de latige-poussoir 162 qui définit le piston interne. Tel que représenté sur la Figure 4 le piston 164 présente une surface efficace nettement supérieure à celle du piston interne. Compte tenu de ce qui précède, les tarages des ressorts 176 et 184 peuvent être aisément choisis de façon à permettre 40 au piston annulaire 164 de se déplacer à 1'encontre du ressort 176 71 14719 8 2086383 tandis que la tige reste sensiblement dans sa position primitive. Au fur et à mesure de la baisse de pression dans le circuit arrière 12, le piston annulaire 164 se déplace vers la droite suivant la Figure 4 jusqu'à ce que la douille 140 vienne buter contre le bou-5 chon 178. Cette position limite du piston 164 correspond à une valeur minimale prédéterminée admissible de la chute de pression dans le circuit arrière par rapport au circuit avant, cette valeur étant arrêtée par le constructeur suivant des critères de sécurité. Lorsque la pression différentielle devient supérieure à cette 10 valeur prédéterminée, le piston interne et la tige poussoir 162 se déplacent à 1'encontre du ressort. L'élément mobile d'entrée 154 est alors déplacé vers la gauche si l'on considère la Figure 2. Ce mouvement entraîne premièrement la coopération du clapet 118 avec son siège 128 et deuxièmement le dégagement de l'élément mobile 15 d'entrée 154 du clapet 118. La communication de fluide entre l'orifice de sortie 76 et l'orifice d'évacuation 80 est alors ouverte. Il en résulte une chute de pression dans la chambre de travail 130 et une mise en oeuvre partielle des freins à ressort 74 et 76. Il est important de noter que l'élément mobile d'entrée 154 20 occupe alors une position correspondant à un équilibre entre les forces du ressort 184, de la pression différentielle, et de la pression du fluide contenu dans la chambre 146 agissant sur l'extrémité 156 de l'élément 154. Cette particularité permet à l'élément 154 de revenir coopérer avec le clapet 118 pour couper la.communication 25 entre l'orifice de sortie 66 et l'orifice d'évacuation 80 lorsque la diminution de la force agissant sur l'élément 154 compense l'augmentation de la force de pression différentielle qui a provoqué l'ouverture de la communication précitée. Il en résulte une modulation de la pression du fluide contenu dans les chambres de pres-30 sion de frein à ressort en fonction de la pression différentielle. Le cirauit âïxièrè 12 est donc surveillé par rapport au circuit avant 10; on conçoit aisément que le..constructeur peut choisir convenablement le circuit destiné à être surveillé compte tenu des caractéristiques particulières du véhicule équipé d'un circuit de com-35 mande à ressort selon l'invention. 71 14719 9 2086383 REVENDICATIONS 1. Circuit de commande de frein à ressort du type comportant un bottier dans l'alésage duquel sont montés de façon étanche des pistons pour y définir au moins une chambre de pression reliée à une source principale de pression, lesdits moyens formant piston étant sensi- 5 bles a la pression du fluide contenu dans ladite chambre de façon à agir à 1'encontre de moyens formant ressorts, ledit circuit de commande étant caractérisé en ce qu'il comporte une valve de commande reliant séparément deux sources de pression indépendantes à deux jeux de chambresde pression de frein a ressort, conçue pour contrô-10 1er les alimentations en fluide sous pression dans lesdits deux jeux de chambre de pression, suivant les déplacements d'au moins deux é-léments mobiles d'entrée indépendants commandés d'une part par des moyens mécaniques d'autre part par des moyens formant piston sensibles à une pression différentielle et susceptible de se déplacer 15 lorsque ladite pression différentielle dépasse une valeur prédéterminée. 2. Circuit de commande de frein à ressort suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pression différentielle est fournie par la différentielle de pression existant entre deux circuits de frei- 20 nage indépendants. 3. Circuit de commande selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que .lesdites sources 'de pression sont constituées par lesdits circuits de freinage indépendants. 4. Circuit de commande selon l'une des revendications précédentes 25 caractérisé en ce qu'il comporte des détecteurs de chute de pression susceptibles de surveiller les pressions des fluides contenus dans lesdites chambres de pression des freins à ressort. 5. Valve de commande notamment pour circuit de commande revendiqué dans l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la 30 liaison mécanique de commande des deux éléments mobiles d'entrée comportent une tige poussoir dont une extrémité est solidaire d'une came susceptible d'être manoeuvrée par un opérateur, et dont l'autre extrémité comporte un axe sur lequel est monté pivotant un fléau dont chaque bras est solidaire d'un desdits éléments mobiles.