Brevet FR2180592A1 — publié le 19731130

la présente invention concerne un modulateur de pression de freinage d'un circuit de contrôle de dérapage pour le freinage de véhicules à moteur, et concerne plus particulièrement un dispositif perfectionné permettant de desserrer et de réappliquer automatiquement les freins lorsque le freinage produit un blocage des roues et un dérapage. Les conséquences graves pouvant résulter du blocage des roues et de leur dérapage ont conduit à mettre au point des agencements fonctionnant automatiquement et capables d'empocher un tel blocage en relâchant les freins juste avant que le blocage se produise et en réappliquant les freins dès que les roues recommencent à rouler. Une caractéristique souhaitable recherchée par les spécialistes de la branche est la possibilité de réappliquer les freinsà une vitesse qui dépend du type de surface de la route sur laquelle a lieu le freinage : les freins doivent être réappliqués immédiatement, mais très progressivement sur des surfaces de faible coefficient de frottement comme la glace, et plus rapidement sur les surfaces présentant un plus fort coefficient de frottement. L'invention a pour objet un modulateur de la pression de freinage à contrôle de dérapage capable de relâcher rapidement la pression d'application des freins et d'empêcher ainsi le blocage des roues, ou bien de débloquer les roues si le blocage s'est déjà produit et de commencer à réappliquer les freins immédiatement mais po progressivement, la vitesse de réapplication des freins dépendant de la surface particulière sur laquelle se déplace le véhicule lorsque le freinage a lieu. Dans la description qui va suivre, l'expression "vid6"désigne un vide au moins partiel, et l'expression "niveau de vide total" indique que l'on a produit le vide maximum pratiquement possible. Une forme particulière de réalisation de l'invention sera à présent décrite en regard du dessin annexé dans lequel La figure I est une vue en coupe du modulateur de la pression de freinage selon l'invention, monté en position de fonctionnement par rapport à une roue d'un véhicule, et La figure 2 représente, à échelle agrandie, et dans un autre état de fonctionnement, une partie du modulateur de pression de freinage, représenté sur la figure 1. Le modulateur de pression de freinage 8 représenté sur la figure t, est monté sur une partie non rotative 9 d'une structure de roue 10 d'un véhicule. Un modulateur identique peut être monté dans chaque roue du véhicule. On peut aussi utiliser un tel modulateur pour une paire de roues. Le système de commande du modulateur de pression de freinage 8 comprend un détecteur 14 qui peut être constitué par l'un quelconque des dispositifs connus de détection de la vitesse ou de la décélération. On contact par exemple des dispositifs qui détectent l'accélération ou la décélération en utilisant l'inertie d'un élément qui se déplace dans un sens, lors de la décélération de la roue à laquelle il est associé, et dans le sens opposé, lorsque la roue commence à reprendre de la vitesse, pour fermer ou ouvrir un circuit électrique,respectivement. On connatt aussi dans la technique différents autres types de dispositifs de détection de la decélération capables d'actionner un circuit électrique.Ces mécanismes de détectionne sont pas décrits par la suite étant donné qu'ils ne sont pas nécessaires à la compréhension de l'invention. Il sera seulement nécessaire que le détecteur 14 soit susceptible de fermer un circuit électrique lors d'une décélération excessive d'une roue de véhicule avant son blocage, et d'ouvrir le circuit lorsque la roue- commence à tourner ou à accélérer, de façon à engendrer un signal capable d'actionner un solénoïde 17, qui commande à son tour le modulateur de freinage 8. Un cylindre de frein hydraulique classique 18, incorporé dans le bottier de roue, est sensible au fonctionnement du mattre-cylin- dre d'un circuit de freinagesspour appliquer une pression hydraulique au mécanisme de freinage au niveau de la roue 10, et ralentir de ce fait sa rotation, de façon bien connue dans la technique. Le dispositif de contrôle de dérapage 8 peut Autre monté de n'importe quelle façon connue sur le véhicule. Il comprend un bottier 20 présentant un orifice 22 qui communique avec un maRtre- cylindre d'un circuit de freinage hydraulique classique. L'orSice22 communique avec une chambre 24 dans laquelle un clapet bille 26 est repoussé dans une position fermée sur un siège annulaire 27 par un ressort 28. La chambre 24 communique, à travers le siège annulaire 27, avec l'alésage d'un cylindre 30 relié à son tour, par un passage 32, avec un cylindre 18 placé au niveau de la roue 10 du véhicule.Dans le cylindre 30 coulisse un plongeur 32a qui, dans la position représentée sur la figure 1, peut entrer en contact avec le clapet à bille 26, et le maintenir écarté de son siège 27. Dans cette position, le fluide hydraulique provenant du maitre-pylindre de l'installation de freinage peut s'écouler librement au-deld du clapet à bille 26, traverser le siège annulaire 27, pénétrer dans le cylindre 30, puis dans le cylindre de frein 18, de façon à appliquer normalement les freins du véhicule. 1e dispositif 8 comprend en outre une portion évasée de bot- tier 36 dans laquelle une paroi mobile 38 sensible à la pression est montée de façon à effectuer un mouvement alternatif. La paroi 38 est constituée par une membrane 40 fixée à la paroi intérieure de la portion de bottier 36 et entrant en contact avec un piston 42 qui est relié au plongeur 32a. La face droite de la paroi 38 est continuellement exposée à l'action de la pression atmosphérique. A gauche de la paroi mobile 38 est définie une chambre 44 qui communique par un orifice 46 avec une source de dépression, telle que le collecteur d'admission d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile. L'orifice 46 communique avec un alésage conique 48 de la section de boftier 36, dans lequel se trouve un clapet à bille 50 repoussé vers la droite par un ressort 520 La portion de bottier 36 comporte également un orifice 56 obturé par un élément de soupape 58. L'élément 58 est normalement dans une position de fermeture de l'orifice 56 lorsque le solé noise 17 n'est pas alimenté, en l'absence d'un signal provenant du détecteur 14, et il peut ouvrir l'orifice 56 lorsque le solé noise 17 est excité sous l'effet d'un signal.Lorsque l'orifice est ouvert, il communique avec un passage qui débouche constamment dans l'atmosphère. Pendant le fonctionnement normal d'un véhicule à moteur, le solénoïde 17 est désexcité et l'orifice 56 est fermé par l'élément de soupape 58. L'orifice 46 qui assure la liaison avec la source de dépression et qui est commandé par le clapet à bille 50 est entièrement ouvert, le ressort 52 maintenant la bille dans la portion la plus large de l'alésage conique 48, comme le montre la figure 1. De ce fait, la chambre 44 est soumise au vide total du collecteur et le piston 42 est poussé vers la gauche, de façon que le plongeur 32a qui lui est associé pénètre entièrement dans le cylindre 30 pour entrer en contact avec la bille 26 et la maintenir dans sa position soulevée. L'orifice traversant le siège de soupape 27 est donc ouvert et assure la communication entre l'orifice 22 et le cylindre de frein 18. Dans le cas où l'on applique les freins dans ces conditions, le fluide sous pression provenant du mattre-cylindre peut passer librement au cylindre de frein 18 et appliquer normalement les freins. Si un signal est émis par le détecteur 14 indiquant un taux de décélération excessif de la roue 10 alors que les freins sont appliqués, le solénoïde 17 est excité et le clapet 58 ouvre, de ce fait, l'orifice 56. La chambre 44 est alors soumise à l'action de la pression atmosphérique. Les pressions qui règnent sur les côtés opposés de la membrane 40 ont tendance à s'égaliser, et la différence de pression qui agit vers la gauche devient moins impor tante. En raison de la pression hydraulique régnant dans la chambre de cylindre 30 qui agit sur l'extrémité du plongeur 32a, le piston 42 et le plongeur 32a se déplacent vers la droite, ce qui permet au clapet à bille 26 de descendre sur son siège annulaire 27 sous l'action du ressort 28.Cela interrompt la communication entre le maitre-cylindre et le cylindre de frein 18, et empêche toute augmentation ultérieure de la pression pour les freins au niveau de la roue 10. En outre, le déplacement du plongeur 32a vers la droite agrandit le volume intérieur du cylindre 30 qui reçoit le fluide provenant du cylindre 18. Du fait de l'incompressibilité du fluide de freinage, il suffit d'un très petit déplacement du plongeur 32a dans le cylindre 30 pour réduire la pression intéreure au cylindre 18 et relâcher le frein qui se trouve au niveau de la roue 10. Une fois que le solénoïde 17 est excité pour ouvrir le clapet 58, la pression qui règne dans le cylindre 18 diminue, ce qui empêche l'application ultérieure des freins et débloque la roue en empêchant ou en stoppant son dérapage. Après que les freins ont été desserrés, la roue 10 pouvant alors tourner à nouveau, le solénoïde est désexcité et fonctionne pour déplacer le clapet 58 contre l'orifice 56. Cela rétablit le niveau de vide dans la cham bre 44 et provoque le déplacement de la paroi 38 et du plongeur 32a vers la gauche pour réappliquer la pression de freinage au cylindre 18. Sur les surfaces de faible frottement comme la glace > la vitesse de réapplication des freins doit être assez lente, tandis que sur des surfaces présentant un plus grand frottement, comme la chaussée sèche, elle doit être plus rapide. Selon l'invention, la vitesse de réapplication des freins est réglée par la soupape de dosage variable 50 qui agitez en co- opération avec d'autres éléments du dispositif, en fonction de la surface sur laquelle marche le véhicule. On notera, en se référant à la figure 1, que dans la position représentée des éléments du dispositif, le clapet à bille 50 est soumis à l'action du vide sur toutes ses faces. De ce fait, le ressort 52 maintient la bille 50 dans l'extrémité la plus large de l'alésage-conique 48, comme le montre la figure 1. En même temps, la paroi 38 et le plongeur 32a sont positionnés complètement à gauche dans le cylindre 30. En conséquence, la liaison hydraulique entre le mattre-cylindre et le cylindre 18 est entièrement ouverte et, lorsqu'on applique les freins, la pression intérieure au cylindre 18 peut augmenter rapidement. Cependant, lorsque le solénoide 17 est excité pour ouvrir l'orifice 56, la pression atmosphérique parvient à la chambre 44 et la bille 50 subit une différence de pression, c'est-à- dire,un niveau de vide réduit à sa droite et un vide complet à sa gauche. Ceci provoque le déplacement de la bille de la soupape 50 vers la gauche à l'encontre de la force du ressort 52, comme le montre la figure 2, ce qui limite le débit traversant la connection entre l'orifice 46 et la source de dépression, et ajuste donc la vitesse avec laquelle le vide est rétabli à gauche du piston 42.La surface efficace de passage à travers la soupape de dosage variable est égale à la différence entre la surface de l'alésage conique 48, au point où se trouve la bille 50 et la surface obstruée par la bille elle-même. Au moment où la roue commence à réaccélérer, le niveau de vide de la chambre 44 est en relation directe avec la pression du fluide de freinage dans le cylindre de frein 18 et dans la chambre 30. Sous l'effet d'une différence de dépression dans la chambre 44 et à l'orifice 46, la bille 50 prend une position équilibrant la force du ressort 47. Plus la pression intérieure à la chambre 44 est élevée, plus la bille 50 se déplace vers la gauche pour prendre une position d'équilibre, ce qui réduit l'aire effective de l'ouverture vers l'orifice 46. De cette façon la pression de freinage qui règne dans le cylindre 18 au moment où les freins sont réappliqués dépend directement du frottement de la surface et aussi du niveau de vide de la chambre 44 qui détermine la position de la bille 50 et la vitesse à laquelle la pression peut être rétablie pour réappliquer les freins. Ainsi donc, on a réalisé un dispositif de contrôle du dérapage comprenant une soupape de dosage variable prenant une position déterminée pour régler la dimension d'un passage communiquant avec une source de dépression et qui est directement proportionnel à la pression qui règne au niveau d'un cylindre de roue au moment où les freins ont été relâchés pour éviter le blocage des roues La position de la soupape de dosage variable détermine la vitesse de rétablissement du vide total et par conséquent, la vitesse de réapplication des freins. De cette façon,la vitesse de réapplication des freins dépend directement du coefficient de frottement entre la roue et la surface de la route. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de contrôle du dérapage, destiné à être utilisé en combinaison avec un circuit de freinage hydraulique sur un véhicule équipé d'un détecteur engendrant un signal lorsqu'une roue en cours de freinage ralentit à un rythme supérieur à une valeur déterminée, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend un cylindre pouvant communiquer avec ledit circuit de freinage, un plongeur coulissant dans le cylindre entre une première position pour laquelle il l'occupe presque entièrement et une autre position qui définit une chambre de détente pour fluide de freinage dans le cylindre, une soupape de freinage réglant la pression de freinage et agissant, en cours d'utilisation, pour permettre à celle-ci d'augmenter lorsque le plongeur est dans ladite première position et pour l'empêcher d'augmenter lorsque le plongeur quitte cette positon, des moyens conçus pour déplacer le plongeur comprenant un boiter, une paroi mobile sensible à la pression montée dans le bottier et formant une chambre d'un côté de la paroi, ladite chambre pouvant communiquer avec une source de dépression, une soupape de commande sensible, en cours d'utilisation, au signal provenant du détecteur pour mettre la chambre en communication avec l'atmosphère, de façon à déplacer la paroi et le plongeur de ladite première position, et une soupape de dosage montée de façon à ralentir, en cours d'utilisation, le rétablissement du vide dans la chambre, après mise en communication de cette dernière avec l'atmosphère et en l'absence dudit signal. 2.- Dispositif selon la revendicationi ,caractérisé en ce que la soupape de dosage est sensible, en cours d'utilisation, à une différence de pression entre la source et la chambre, de façon à assurer une surface d'ouverture variable entre la source et la chambre et à commander de ce fait le mouvement de la paroi et du plongeur vers la première position et la réapplication des freins à une vitesse contrôlée après qu'ils ont été relâchées, 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la soupape de dosage comprend un alésage conique formé dans un corps, un élément de soupape disposé dans l'alésage et s'ydé- plaçant axialement, en cours d'utilisation, sous l'effet d'une différence de pression, entre la source et la chambre, pour faire passer la surface efficace de passage de l'alésage d'un maximum à un minimum. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la soupape de dosage comprend des moyens élastiques sollici- tant ledit élément de soupape vers une extrémité de l'alésage dans laquelle ladite surface efficace de passage est maximale. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit élément de soupape est une bille, et en ce que lesdits moyens élastiques sont constitués par un ressort.