Brevet FR2126163A1 — publié le 19721006

i 2126163 La présente invention, concerne un dispositif dé commande électro-pneumatique de la variation d'une pression pneumatique en fonction du te:--;os, convenant particulièrement pour commander la modulation de la pression de freinage dans des systèmes 5 pneumatiques de freinage anti-dérapant ou anti-bloquant pour véhicules, . les systèmes de frtvivt&ç-e anti-dérapant précédemment connus comprenne!! r, généralement un système de commande qui fournit des signaux de commande pour faire fonctionner ou relâcher 10 lin groupe d1 actionnerient des freins en fonction des conditions dynamiques détectées d'une ou de plusieurs roues du véhicule. Un désavantage de tels systèmes connus de freinage antidérapant réside dans la variation rapide et excessive de la;pres le. 20 Un autre désavantage, qui apparaît particulièrement au début du freinage, réside dans la difficulté d'adapter les organes fonctionnant mécaniquement du système de freinage aux conditions imposées par les circuits de commande électriques qui dépendent généralement de signaux issus de dispositifs électroni-25 ques et qui ont par conséquent une vitesse de commutation très élevée. Les impulsions de tension qui sont appliquées aux organes cL'actionneraient des freins ou à leurs éléments de commande, par exemple des soupapes à commande électrique, ne provoquent pas de réponse immédiate dt,ns les parties mécaniques du système, qui ne 30 peuvent pas, en raison de leur inertie, être pré-disposées pour répondre à une succession de signaux de commande ayant une fréquence supérieure à une fréquence de seuil donnée de réponse. Il est dès lors recommandé de limiter à la fois la variation de la pression de freinage vendant les phases indiquées 35 plus haut de fonctionnement et de relâchement des freins d'un freinage anti-dérapant, et la rapidité d'une telle variation, de façon à réaliser un freinage en douceur qui n'a pas les désavan- 71 28092 2126163 tages mentionnés plus haut. Deux demandes de brevet précédentes, déposées en Italie au nom de la Demanderesse sous les n° 67 109-A/70 et" 71 335-A/70,. décrivent deux systèmes de freinage anti-dérapant, ayant deux modes de fonctionnement appropriés respectivement au freinage sur surface glissante et sur surface sèche, le choix entre les deux modes étant basé sur un seuil de discrimination de la pression de freinage, auquel le système anti-dérapage intervient. Dans les demandes de brevet citées pous haut, auxquelles on peut se référer pour mieux comprendre la présente invention, sont décrits des systèmes de freinage anti-dérapant, dans lesquels le saut de la pression, au moment du relâchement du freinage n'est pas conditionné par la pression de freinage atteinte, et est contenu dans des limites de façon à minimiser les desavantages indiques ci—dessus. Ces systèmes n'éliminent cependant pas le désavantage constitué par la rapidité de l'accroissement de la pression de freinage, qui ne produit pas une réponse de rapidité correspondante sur les organes de freinage. Par ailleurs, pour freiner dans des conditions normales de non-dérapage de la roue, il est souhaitable que la pression de freinage monte, si on le désire, à une vitesse prédéterminée sans interférence. Un but principal de la présente invention est de fournir un dispositif de commande électropneumatique capable d'assurer une période suffisamment longue pour un accroissement de la pression de freinage de façon à améliorer la réponse des organes mécaniques de freinage, résistant àinsi à la tendance du véhicule à trépider. Un autre "but de l'invention est de permettre à la pression de freinage de monter avec une vitesse constante en 1"absence de toute intervention du système de commande d'anti-dérapage. Un autré but de l'invention est de fournir un dispositif de commande qui n'a pas de ressorts calibrés et qui assure donc un fonctionnement rapide et exact, indépendant de déformations élastiques ou autres. Selon la présente invention le dispositif de commande électropneuss. tique, destiné a être'utilisé dans des systèmes de freinage anti-dérapant pour véhicules, possédant un orifice d'en 71 28092 3 2126163 trée adapté pour être relié à une source de pression pneumatique, un orifice d'alimentation adapté pour être relié à un cylindre de travail et un orifice de décharge adapté pour être relié à des moyens de décharge, est caractérisé en ce que le dispositif de commande comprend en outre en combinaison : a) une première soupape électromagnétique à deux voie's et à deux josftions, possédant une chambre entre l'orifice d'entrée et l'orifice d'alimentation, un dispositif dans la chambre réalisé de façon à permettre normalement un flux de fluide dans les deux sens et pour arrêter le flux à travers la chambre après excitation de la bobine de la première soupape, et un obturateur flottant possédant sur des faces opposées des éléments d'étanchéité respectifs de surfaces différentes de telle sorte que la position axiale de l'obturateur dans ladite chambre est déterminée par les pressions relatives sur les deux éléments d'étanchéité dont l'un cpo-irère avec un siège annulaire mobile et l'autre avec un siège de soupape annulaire fixe, l'obturateur permettant le flux de fluide depuis l'orifice d'entrée vers l'orifice d'alimentation par un premier-passage dans une première position de l'obturateur et par un deuxième passade dans une- deuxième position d„e l'obturateur et b) une deuxième soupape électromagnétique, à deux voies et à deux positions, normalement fermée, disposée de 'manière à permettre un flux unidirectionnel de fluide de l'orifice d'alimentation vers l'orifice de décharge. On comprendra mieux la présente invention en se référant à la description détaillée qui suit, donnée à titre d'exemple non-limitatif, à l'aide de dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente une. vue en coupe d'un dispositif de commande électropneumatique selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention; - la figure 2 représente en diagramme un système de freinage anti-dérapant incorporant le dispositif de commande de la figure 1; - la figure 3 représente la courbe de la variation de la pression fournie aux cylindres de freinage en fonction du temps, en utilisant le dispositif de commande différentielle, et - la figure 4 représente la courbe de la variation de pression fournie aux cylindres de freinage utilisant une soupape 71 28092 2126163 électropneumat ique a.bobine normale. Sur la figure 1, la bobine 1 d'une première soupape électromagnétique à deux positions, normalement ouverte, comprend un premier piston 2 libre de se déplacer axialement dans un cylindre 5 3 réalisé dans un corps 10 du dispositif de commande. Le piston 2 peut se déplacer vers la gauche de la figure 1 grâce au déplacement d'un noyau 40 de la bobine 1, muni d'une bague 42 de matière élastique telle que du caoutchouc, qui prend appui contre le piston 2, formant une seule pièce avec le piston 2, il y a un 10 piston 4 avec lequel le piston 2 définit deux chambres 5 et 6 dans le cylindre 3, séparées l'une de l'autre par un diaphragme élastique 7 d'étanchéité; les deux chambres communiquant entre elles à travers un passage 2a dans le piston 2. La position axiale des pistons 2 et 4 est déterminée par la bobine 1 et par la 15 pression existant dans la chambre 6. Un orifice d'entrée 11 communique avec la chambre 6. Un obturateur 8 coaxial avec les pistons 2 et 4, est libre de se déplacer axialement dans une partie de jupe coaxiale formant une seule pièce avec le piston 4-, la position de l'obtu-20 rateur 8 ne dépendant que de la position du piston 2 et de la pression dans la chambre 6. Un faible ressort 9 agit sur l'obturateur 8, le poussant légèrement vers le piston 4, le ressort 9 ne servant qu'à positionner l'obturateur 8. L'obturateur 8 est muni sur ses faces opposées de deux 25 éléments élastiques, d'étanchéité 8b, 8£, adaptés pour réaliser 1'étanchéité respectivement contre différentes zones définies par une face 4a du piston 4 et une paroi annulaire 10a formée dans le corps 10. Le corps 10 comporte un conduit interne 12 qui s'ouvre dans la chambre 6 par une ouverture 13 entourée par la paroi 30 10a qui joue le rôle d'un siège annulaire fixe de soupape. L'obturateur 8 possède un alésage axial 8d qui met l'orifice d'entrée 11 dans le corps 10 en communication avec le conduit interne 12 quand l'obturateur 8 repose de façon étanche contre la paroi 10a. 35 Le piston 2 est muni d'une chambre centrale s'étendant se lon l'axe, dans laquelle est logée une bille aobile en polytétra- 71 28092 2126163 fluoroéthylène ou autre matière similaire, cette chambre communiquant avec la chambre 5 par 1'intermédiaire d'un passage central 16 dans le piston 2 d'une section supérieure à celle du passage 2a, et avec l'espace dans l'élément annulaire d'étanchéité 8b de 5 l'obturateur 8 par l'intermédiaire d'un trou 14 positionné de façon excentrée. Une deuxième soupape électromagnétique, à deux voies et à deux positions normalement fermée, et montée sur le corps 10 et possède une bobine d'actionnement 20 et un piston 21 dont la 10 position est déterminée -par la bobine 20 et par la pression existant dans une chambre intérieure 25 dans le corps 10, communiquant avec le conduit 12 et une chambre intérieure 22 communiquant avec un orifice de décharge 23. Le piston 21 possède un alésage 27 communiquant avec la chambre 22 et un alésage 26 de section inférieur-15 re, communiquant avec la chambre 25. Chacune des deux soupapes électromagnétique est construite et fonctionne comme cela est décrit dans la demande de brevet en Italie n° 67 678-A/71 au nom de la Demanderesse sous le titre "Soupape électromagnétique pneumatique à deux voies et 20 à deux positions avec débit bidirectionnel", en se référant plus particulièrement à la figure 1 de cette demande de brevet. L'orifice d'entrée 11 de la première soupape est adapté pour être relié à une source de pression de fluide 30 (voir figure 2) par l'intermédiaire d'une.soupape 33 actionnée par la pédale 25 de freinage et normalement fermée. Les première et deuxième soupa-. pes électromagnétiques possèdent un orifice de sortie commun 24, qui forme une liaison de raeco.vdement avec le conduit 12 et qui est normalement connecté au cylindre de freinage 32. L'orifice de décharge 23 de la seconde soupape est connecté (figure 2.) à un 30 dispositif de décharge contrôlée 31- Un système de commande électronique 34 (figure 2) est sensible aux signaux électriques fournis par un élément détecteur 35 connecté à une roue ou à des roues (non représentées) du véhicule. Ces signaux électriques sont représentatifs de l'accéléra-35 .tion de-la roue correspondante et quand un blocage ou dérapage, de roue est sur le point de se produire, caractérisé par le début d'une décélération brutale de la roue, le système de contrôle 34 71 28092 6 2126163 fournit' un signal électrique de relâchement du frein, qui est utilisé pour alimenter simultanément' les deux bobines 1 et 20 respectivement des première et deuxième soupapes électromagnétiques. Dans les conditions normales de fonctionnement, un flui-5 de sous pression (air comprimé) est appliqué à l'orifice d'entrée 11 par la source 30 dès que la pédale de freinage est enfoncée pour ouvrir la soupape 33- L'air comprimé entre dans la chambre 6 de la première soupape normalement ouverte et passe à travers l'ouverture 13, le conduit 12 et l'orifice d'alimentation 24 vers le 10 cylindre de freinage 32, mettant en action les freins de la roue-Au cours du freinage et en l'absence d'intervention sur la partie du dispositif de commande d'anti-blocage ou d'antidérapage 34 pour relâcher les freins, l'air comprimé retourne par son chemin d'alimentation, la première soupape électromagnétique 15 permettant le flux bidirectionnel grâce au fait que l'air sous pression passe par l'alésage 8d et l'alésage 14 et agit sur la bille 15 de façon que cette deuxième ferme le passage 16. Ceci à son tour fait que le piston 2 et donc le piston 4 laisse ouvert le passage entre l'orifice d'entrée 11 et l'orifice d'alimenta-20 tion 24- Si la bille 15 n'existait pas, l'air de retour passerait à travers le passage central 16, et dû fait que la grande surface de ce dernier par rapport à la Sûrface de passage 2a, le piston serait poûssé contre la paroi 10a, coupant ainsi la communication entre 1'Orifice d'entrée 11 et le conduit 12, c'est-à-dire entre . 25 1'"orifice d'entrée 11 et l'orifice d'alimentation 24- Ce type de soupape à flux bidirectionnel est décrit dans la demande de Brevet n° 67 678 A/71 de la même date au nom de la Demanderesse, à laquelle il a déjà été fait référence plus haut, l'attention é-tant particulièrement sur la figure 2 de cette demande de Brevet. 30 Quand un blocage ou dérapage naissant est détecté par l'élément détecteur 35, le système de commande 34, comme il a été dit plus haut, alimente les deux bobines 1 et 20 simultanément. De l'air sous pression s'écoule alors du cylindre de freinage 32, à travers l'orifice d'alimentation 24 et le conduit 12 vers la 35 chambre 25 de la deuxième soupape, l'ouverture 13 étant fermée par le piston 4 de la deuxième soupape. La bobine 20 étant alimentée, la deuxième soupape est ouverte et reste ouverte sous 1' 71 28092 7 2126163 influence de la pression dans les chambres 25 et 22 en raison de la différence de surface des alésages 26 et 27 dans le piston 21. L'air comprimé est alors déchargé à travers l'orifice de décharge 23 et de dispositif de décharge commandée 31 • 5 La pression de freinage subit une chute initiale rapide- A-B . (figure 3) d'une faible grandeur prédéterminée, suivie d'une baisse progressive B-C commandée par le dispositif de décharge 31, jusqu'à ce que l'élément détecteur 35 détecte à nouveau une rotation normale de la roue et fait en sorte qpe le système de 10 commande 35 arrête l'alimentation des bobines 1 et 20. L'air comprimé est alors fourni à partir de l'orifice d'entrée 11 à l'orifice d'alimentation 24 et ainsi au cylindre de freinage 32. L'air comprimé est cependant obligé de passer à travers l'alésage 8d du fait que l'obturateur 8 reste appliqué contre la paroi 10a, 15 fermant l'ouvei-ture 13 du fait des différentes surfaces de l'obturateur 8 soumises à la pression d'entrée, la partie centrale de la face reposant sur la paroi 10a étant coupée de la pression d'entrée. La pression de freinage croît alors progressivement (0-D, figure 3) et plus lentement qu'en l'absence de l'action 20 d'étranglement de l'alésage 8d, réalisant le retard souhaité pour l'application à nouveau de la pression de freinage complète quand le système de commande anti-dérapant 34 interviendra de nouveau si les conditions de dérapage prévalent. A titre de comparaison, on a représenté sur la figure 4 le rétablissement 25 plus rapide de la pression de freinage en cas d'utilisation d'une soupape électromagnétique usuelle. On comprendra que les modes de - réalisation de cette invention peuvent différer de beaucoup de ceux qui ont été représentés et décrits, sans sortir du cadre de la présente invention. 71 28092 8 2126163 - EBraiIOATIOflS - 1.- Un dispositif de commande électropneumatique, destiné à être utilisé dans des systèmes de freinage antidérapant pour véhicules, possédant un orifice d'entrée adapté pour être relié à une source de pression pneumatique, un orifi- 5 ce d'alimentation adapté pour être relié à un cylindre de travail et un orifice de décharge adapté pour être relié à des moyens-de décharge, caractérisé en ce que le dispositif de commande comprend en outre en combinaison : a) une première soupape électromagnétique, à deux voies 10 et à deux positions, possédant une chambre entre l'orifice d'alimentation, un dispositif dans la chambre réalisé de façon à permettre normalement un flux de fluide dans les deux sens et pour arrêter le flux à travers la chambre après excitation de la bobine de la première soupape, et un obturateur flottant possédant 15 sur des faces opposées des ..éléments d1étanchéité respectifs de surfaces différentes de telle sorte que la position axiale de l'obturateur dans ladite chambre est déterminée par les pressions relatives sur les deux éléments d1étanchéité dont l'un coopère avec un siège annulaire mobile et l'autre avec un siège de 20 soupape annulaire fixe l'obturateur permettant le flux de fluide depuis l'orifice d'entrée vers l'orifice d'alimantation par un premier passage dans une première position de 1'obturâteu± et par un deuxième passage dans une deuxième position de l'obturateur et, b) une deuxième soupape électromagnétique, à deux voies 25 et à. deux positions normalement fermée, disposée de manière à permettre un flux unidirectionnel de fluide de l'orifice d'alimentation vers l'orifice de décharge. 2.- Un dispositif de commande électropneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier passage com- 30 munique avec le siège annulaire fixe de soupape et que le deuxiè» me passage est constitué par une ouverture ou un alésage axial dans l'obturateur. 71 28092 9 2126163 3o- Un dispositif de commande électropneumatique se Ion la revendication 1, caractérisé en ce que 11 obturateur est scumis à un ressort adapté pour assurer un contact étanche entre l'élément d1étanchéité de l'obturateur et le siège annulaire mobile.