Brevet FR2146160A1 — publié le 19730302

La présente invention concerne les systèmes de freinage hydrauliques pour véhicule. Les systèmes de freinage hydrauliques actuels sont très généralement d'un type comportant un générateur de pression hydraulique, tel qu'un matre-cylindre à commande assistée ou non, un moteur de frein alimenté par ce générateur pour solliciter un élément de friction, tel ou'une garniture de frein, sur une surface de friction mobile, telle qu'un disque ou un tambour, entrarnée en rotation par l'une des roues du véhicule, et des moyens de friction sous l'action du couple de réaction exercé sur ce dernier, lors du freinage, par ladite surface de friction. La présente invention a essentiellement pour objet d'utiliser ce couple de réaction, qui dépend de l'adhérence au sol de la roue freinée, pour commander, au moins en partie, l'actionnement de l'élément de friction de sorte que le couple résultant exercé par ce dernier varie en fonction du couple de réaction et demeure, dans la plupart des cas, inférieur à ce dernier, un tel asservissement définissant, d'une part un système de freinage à effet "servo" ou auto-serreur et, d'autre part, un système de freinage apte à prévenir un patinage éventuel de la roue freinée. Plus précisément, l'invention propose un système de freinage du type défini ci-dessus caractérisé en ce ou'il comporte un système hydraulique secondaire apte à solliciter ledit élément de friction sur ladite surface de friction avec une force variant en fonction du couple de réaction précité pour exercer ainsi sur ladite surface de friction un couple de freinage supplémentaire variant en fonction de l'adhérence de la roue correspondante. Un tel système, par son effet d'autoserrage, présente l'avantage qu'une pression de commande relativement faible permet néanmoins d'obtenir un couple de freinage important. Par ailleurs, le pilotage partiel du couple de freinage par le couple de réaction permet d'adapter ce couple de freinage aux conditions d'adhérence du moment de la roue freinée ou, en d'autres termes, d'éviter un patinage de cette dernière. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le système hydraulique secondaire comporte un générateur de pres sion hydraulique de réaction susceptible d'engendrer une pression hydraulique variant en fonction du couple de réaction précité et un moteur de frein secondaire alimenté par ledit générateur de pression de réaction pour solliciter ledit élément de friction sur la surface de friction en fonction de ladite pression de réaction. Un moe de réalisation de l'invention est donné à titre d'exemple dans la description qui suit et se réfère au dessin ci-annexé dans lequel l'unique figure est une vue très schématique en coupe partielle d'un système de freinage selon l'invention. Sur la figure, la référence 10 désigne un élément de friction, tel qu'une garniture ou patin de frein, conçu pour être sollicité ur une surface de friction mobile, telle que l'une des faces 12 d'un disque 11, entrainée en rotation par au moins l'une des roues (non représentées) d'un véhicule (non représenté) de façon à assurer le freinage de ce dernier. Dans ce but, l'élément de friction 10 est rendu solidaire d'un piston de commande 14 monté coulissant de façon étanche dans un alésage 16 réalisé dans un corps de frein 18 de façon à définir un moteur de frein 20 dont la chambre à volume variable 22 est reliée par une tubulure d'admission 24 à un générateur de pression hydraulique de commande, tel qu'un mattre-cylindre classique à commande assistée ou non (non représenté). Le corps 18 est relié à un élément fixe en rotation (non représenté) solidaire de l'essieu correspondant à la roue du véhicule entraînant la surface 12, par l'intermédiaire d'une liaison de guidage (non représentée) autorisant un certain déplacement du corps 18 paral lèlement à la surface 12 de part et d'autre de sa position normale de repos représentée.Lors du freinage, le déplacement du corps 18 parallèlement à la surface 12, sous l'action de la force ou plutôt du couple de réaction exercé par cette dernière sur l'élément de friction 10, est limité, comme cela apparattra plus loin, par l'une ou l'autre, selon le sens de déplacement de la surface 12, de deux butées d'ancrage fixes 26 et 28, solidaires de l'élément fixe précité de l'essieu correspondant à la roue freinée. On remarquera, dans le mode de réalisation très schématique représenté sur la figure, que le couple de réaction exercé par la surface 12 sur l'élément de friction 10, couple qui résulte bien entendu du couple de freinage exercé par ce dernier lors du freinage sur la roue freinée et qui dépend essentiellement du coefficient d'adhérence de cette dernière sur le sol, est transmise à la butée 26 ou 28 et, par là, à l'élément fixe (non représenté) de l'essieu par l'intermédiaire du corps 18 lui-même, de par l'agencement coulissant de l'élément de friction 10 et du piston 14 dans l'alésage 16. Selon l'invention, on prévoit un système hydraulique secondaire 30 conçu pour solliciter l'élément de friction 10 sur la surface 12 avec une force variant en fonction du couple de réaction mentionné ci-dessus. Le système 30 comporte essentiellement un générateur de pression hydraulique de réaction 32 susceptible d'engendrer une pression hydraulique variant en fonction de ce couple de réaction et un moteur de frein secondaire 34 apte à solliciter l'élément 10 sur la surface 12 en fonction de cette pression de réaction. Le moteur secondaire 32, dans le mode de réaXisation représenté consiste à prévoir pour le piston 14, une structure en gradin de façon à définir un piston secondaire de plus petit diamètre 36 qui est monté coulissant de façon étanche dans un alésage 38, lui-même défini par une structure étagée correspondante pour l'alésage 16.Un ressort de rappel 39 peut entre prévu entre un épaulement de butée prévu dans l'alésage 16 et le piston 36 pour rappeler ce dernier dans sa position normale de repos représentée. Bien entendu, ce ressort 39 pourrait être remplacé par un dispositif de rattrapage automatique d'usure d'un quelconque type connu convenable. Le générateur de pression de réaction 32 est constitué par un ensemble compressible cylindre-piston dont la partie cylindre 40 est reliée à l'élément de friction 10, par l'intermédiaire du corps 18 dont elle est solidaire, et dont la partie piston est définie par deux pistons 42 et 44 montés en opposition dans le cylindre 40 et normalement sollicités en appui respectivement sur les extrémités 46 et 48 de ce dernier par un fort ressort précontraint 50. La distance séparant les extrémités 46 et 48 du cylindre 40 est telle que dans la position normale de repos représentee, les pistons 42 et 44 vienne également en appui respectivement sur les butées 26 et 28. Les pistons 42 et 44 définissent entre une une caJnare à volume variable 52 dans laquelle découc@e l'alésage 38.Avec a la position décrite ci- dessus du s;stè:.e 3iE, on coirrerd que le couple de réaction exercé sur l'élément 10 est transmis, pour un sens de déplacement déterminé de la surface 12, à l'une des butées 26 ou 28 par l'intermédiaire ce l'ensemble compressible cylindre-piston 40-42-44, de sorte que la pression dans la chambre interne 52 du générateur de pression 32 ainsi défini, en combinaison avec la force du ressort 50, équilibre à chaque instant le couple de réaction résultant du freinage. En variante, l'ensemble 40-42-44 formant le générateur 32 pourrait comprendre deux demi-ensembles compressibles opposés disposés de part et d'autre de l'élément 10, entre ce dernier et l'élément fixe en rotation précité de l'essieu correspondant. le façon à prévenir un effet d'auto-serrage excessif et à .permettre le déblocage du frein lors du replacement de la pression de commande dans la tubulure 24, la chambre 52 est reliée à cette dernière par l'intermédiaire d'une valve à clapet anti-retour 54 autorisant.l'écoulement du fluide hydraulique de la chanvre 2 vers la tubulure 24 lorsque la pression dans cette dernière devient inférieure à la pression de réaction dans la chambre 52, de sorte que cette dernière pression demeure inférieure ou égale à la pression de commande dans la tubulure 24. En vue de permettre la restauration du volume normal de la chambre 52 lors du relachement de la pression de commande frein et de rétablir ainsi l'homogénéité du système 30, la chambre 52 est, de plus, reliée à la tubulure 24 par l'intermédiaire d'une valve 56 d'un type classique à commande par pression, valve qui est sollicité dans sa position d'ouverture lorsque la pression de commande dans la tubulure 24 devient inférieure à une valeur déterminée relativement faible. La valve 56 peut être définie par un tiroir mobile taré ou non, apte à contrôler la communication entre la chambre 52 et la tubulure 24 en fonction de la différence entre la pression atmosphérique et la pression dans la tubulure 24. Le système décrit ci-dessus fonctionne comme suit Lors du freinage, la tubulure 24 est alimenté en fluide hydraulique dont la pression de commande, relativement élevée, est fonction ùe la force avec laquelle le conducteur du véhicule appuie sur la pédale de frein. Cette pression gagne la chambre 22 du moteur de frein 20 et agit sur la surface efficace du piston 14 exposée à la pression de la chambre 22 pour solliciter l'élément de friction 10 sur la surface 12 entraînée en rotation, dans le sens indiqué par la flèche par exemple, par la roue du véhicule. Sous l'action du couple de freinage retardateur, la roue transmet, par l'intermédiaire de la surface 12, à l'élément 10 un couple de réaction tendant à solliciter ce dernier dans le sens de rotation de la surface 12.Ce couple de réaction résulte, d'une part au couple d'inertie de la roue et, a'autre part, du couple moteur résultant lui-..lême du coefficient d'adhérence de la roue avec le sol. Sous l'action du couple de réaction, l'ensemble du corps 18 est alors sollicité dans le sens de la flèche, ce qui entratne une diminution .e volume de la chambre 52 et une augmentation correspondante de la pression de réaction du fluide contenu dans cette dernière, une fois vaincue la force initiale du ressort 50. Cette pression cie réfaction, qui est déterminée lorsqu'on connatt le couple de réaction et les -caractéristiques du ressort 50, agit alors sur la surface efficace du piston 36 et engendre, de ce fait un couple de freinage supplémentaire propre à définir l'effet d'autoserrage mentionné plus haut. Si la pression de réaction devient supérieure à la pression de commande, la valve à clapet 54 s'ouvre et égalise les pressions jusqu'à ce que le ressort 50 équilibre en combinaison avec cette pression de commande le couple de réaction transmis à l'élément 10. Lors d'un freinage violent sur un sol glissant pour lequel le coefficient d'adhérence de la roue est faible, le couple de réaction maximum tendant à entraîner l'élément de friction 10 est très inférieur à la valeur qu'il aurait lors d'un freinage sur terrain sec. Une telle diminution du couple de réaction en tratne une diminution correspondante de la pression dans la chambre 52, et, par là, une diminution du couple de freinage exercé par l'élément 10. Pour un choix judicieux du ressort 50 et des surfaces efficaces des pistons 42, 36 e 14, cette diminution du couple de freinage permet d'éviter le patinage de la roue qui, sans le système secondaire 30 selon l'invention, se serait inévitablement produit une fois la pression de commande supérieure à une valeur donnée relativement faible.Dans cette phase, la valve à clapet 54 reste bien entendu fermée, la pression dans la chambre 52 étant devenue inférieure à la pression dans la tubulure 24. En résumé, le couple de freinage appliqué à la roue résulte de l'action combiné sur le piston 14-36, d'une part d'une pression de commande contrôlée par le conducteur du véhicule, et, d'autre part, d'une pression de réaction contrôlée en fonction du couple de réaction exercée sur l'élément de friction 10 lors de l'application durait couple de freinage. Un tel asservissement du couple de freinage au couple de réaction permet, dans la plupart des cas, d'éviter le patinage de la roue freinée. Lors du relachement de la pression de commande ae freinage dans la tubulure 24, la valve 56 permet de réintroduire, si nécessaire, dans la chambre 52 une certaine quantité de fluide de façon à permettre à cette dernière de retrouver son volume d'origine. R E V E N D I C A T I 0 N S 1) Système de freinage hydraulique pour véhicule comportant - un générateur de pression hydraulique de corunande, - un moteur de frein hydraulique principal relié à ce générateur pour solliciter un élément de friction sur une surface de friction mobile entraînée en rotation par l'une des roues du véhicule et, - des moyens de butée aptes à prévenir le déplacement dudit élément de friction sous l'action du couple de réaction exercé sur ce dernier, lors du freinage, par ladite surface de friction, caractérisé en ce au'il comporte de plus un système hydraulique secondaire apte à solliciter ledit élément de friction sur ladite surface de friction avec une force variant en fonction du couple de réaction précité pour exercer ainsi sur ladite surface de friction un couple de freinage supplémentaire variant en fonction de l'adhérence de la roue correspondante. 2) Système de freinage hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système hydraulique secondaire comporte un générateur de pression hydraulique de réaction susceptible d'engendrer une pression hydraulique variant en fonction du couple de réaction précité et un moteur de frein secondaire alimenté par ledit générateur de pression de réaction pour solliciter ledit élément de friction sur la surface de friction en fonction de ladite pression de réaction. 3) Système de freinage hydraulique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le générateur de presion hydraulique de réaction se compose d'un ensemble compressible cEtlindre-piston dont les deux éléments coopérants sont reliés respectivement audit élément de friction et axais moyens de butée et aéfinis- sent entre eux une chambre à volume varIable conçue pou être reliée audit moteur de frein secondaire. 4) Système de freinage hydrauLique selon la revu:iàication 3, caractérisé en ce qu'un ressort précontraint est prévu entre les deux éléments coopérants de ltensemble compressible cylindrepiston précité. 5) Système de freinage hydraulique selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le générateur de pression hydraulique de réaction est relié au générateur de pression hydraulique de commande par l'intennédiaire d'une valve anti-retour de façon que la pression de réaction demeure inférieure ou égale à la pression de commande. 6) Système de freinage hydraulique selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le générateur de pression hydraulique de commande est relié au générateur de pression de réaction par l'intermédiaire d'une valve d'équilibrage sollicitée dans sa position d'ouverture lorsque la pression de commande est inférieure à une valeur donnée. 7) Système de freinage hydraulique selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les deux moteurs de frein sont définis par un piston en gradin monté coulissant de façon étanche dans un alésage étagé correspondant, Ins lequel il définit deux chambres motrices à volume variable reliées respectivaent aux deux générateurs de pression hydraulique précités.