Brevet FR2176553A1 — publié le 19731102

La présente invention concerne les circuits de freinage pour véhicule et plus précisément les circuits de freinage susceptibles de prévenir le blocage des roues freinées et, par là, le patinage et éventuellement le dérapage du véhicule. De façon à prévenir le blocage des roues d'un véhicule lors du freinage de ce dernier, on a déjà proposé des circuits de freinage du type comportant une source de pression hydraulique de commande variable, une pluralité de mécanismes de freinage de roue commandés hydrauliquement à partir de ladite source et, un système de correction de pression interposé entre cette dernière et l'un au moins des mécanismes de freinage de façon à modifier la pression hydraulique envoyée à ce dernier en fonction du déplacement angulaire de la roue correspondant à ce mécanisme de freinage et à prévenir ainsi un blocage éventuel de cette dernière. Dans la plupart des circuits antérieurs de ce type, le système de correction de pression se compose essentiellement d'un piston pilote monté coulissant de façon étanche dans un cylindre dans lequel il définit ainsi une chambre de contrôle à volume variable apte à être reliée d'une part au mécanisme de freinage et d'autre part à la source de pression de freinage, par l'intermédiaire d'un obturateur commandé par-le piston, la position de ce dernier et, par là, le volume de la chambre de contrôle étant commandé par un dispositif d'assistance asservi au déplacement angulaire de la roue freinée, de façon, lors d'un blocage de cette dernière, à couper dans un premier temps la communication entre la chambre et la source et à augmenter dans un deuxième temps le volume interne de cette chambre pour réduire ainsi la pression hydraulique envoyée au mécanisme de freinage. Ces circuits de freinage donnent en général satisfaction en prévenant efficacement un blocage éventuel de la ou des roue(s) freinée(s). Ils présentent néanmoins le gros inconvénient d'être complexes, de réglage délicat et d'un prix de revient excessif compte tenu des circuits de détection et d'asservissement à prévoir entre la roue et le système de correction de pression. la présente invention a essentiellement pour objet de proposer pour un circuit de freinage du type défini ci-dessus, iu: système de correction de pression qui soit de conception simple et peu coûteuse et qui permette de prévenir un blocage de la roue par réduction périodique de la pression hydraulique de commande envoyée au mécanisme de freinage de cette dernière lorsque la pression de commande engendrée par la source atteint une valeur relativement élevée pour laquelle un blocage de cette roue est à craindre dans les conditions d'adhérence normale du pneumatique ae la roue sur le sol. A cette fin, le circuit de freinage selon l'invention est caractérisé en ce que son système de correction de pression comporte : un dispositif de transmission de pression pourvu d'un. équipage mobile de forme étagée monté coulissant de façon étanche dans un cylindre dans lequel il définit ainsi une chambre d'entrée qui est reliée à la source et une chambre de sortie qui est reliée au mécanisme de freinage, la surface éfficace de ltéquipa- ge mobile soumise à la pression du fluide dans la chambre d'entrée étant supérieure à celle soumise à la pression du fluide dans la chambre de sortie, une liaison hydraulique disposée en parallèle du dispositif de transmission de pression et pourvue d'un moyen d'obturation s'opposant à l'écoulement du fluide de la chambre d'entrée vers la chambre de sortie mais autorisant l'écoulement en sens inverse, des moyens élastiques s'opposant à l'action sur l'équipage mobile de la pression du fluide dans la chambre d'entrée et, une came entraînée en rotation par la roue freinée pour déplacer l'équipage mobile dans le sens correspondant à l'augmentation du volume de la chambre de sortie lorsque la résultante des pressions agissant sur cet équipage, à l'encontre de la force de-sdits moyens élastiques, devient supérieure à une valeur donnée relativement élevée. Avec un tel système de correction de pression, on con çoit que,lors d'un freinage violent résultant d'une valeurexces- sive de la pression hydraulique de commande, la came entraînée par la roue freinée est apte, en synchronisme avec cette roue, à déplacer de façon périodique l'équipage mobile de façon à augmenter le volume de la chambre de sortie et à diminuer ainsi périodiquement la pression du fluide dans cette dernière.Une telle diminution périodique de la pression qui est envoyée au mécanisme de freinage permet, compte tenu du couple d'inertie de la roue frei née par ce dernier, de prévenir un blocage éventuel de cette rou2 dans des conditions d'adhérence normale Par ailleurs, le dpla- cement périodique du piston par la came engendre une variation correspondante du volume de la chambre d'entrée et, par là, une pulsation très sensible de la pression du fluide dans cette dernière. Une telle pulsation se trouve retransmise, dans la majorité des cas, en amont du système de correction.La sensation qui en résulte sur la pédale de frein commandant la source de pression hydraulique est apte à prévenir le conducteur que le freinage qu'il exerce est excessif et risque d'entraîner un blocage des roues de son véhicule. Un mode de réalisation de la présente invention est donné à titre d'exemple dans la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins ci-annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'un circuit de freinage se lon l'invention et, - les figures 2 et 3 sont des vues schématiques à grande- échelle avec arrachements illustrant un détail du circuit de la figure 1 lors du freinage. Sur les figures, la référence 10 désigne une source de commande de pression hydraulique variable tel qu'un maître cylindre classique alimenté par un réservoir 12 et commandé par une pédale de frein 14 avec interposition, Si nécessaire, d'un quelconque dispositif d'assistance convenable (non représenté). L'orifice de sortie 16 du maître cylindre 10 est relié, par l'intermédiaire d'une conduite d'alimentation 18 et d'un système de correction de pression 20 décrit ci-après, à des conduites de distribution 22 et 24 conduisant respectivement à des mécanismes de freinage de roue à commande hydraulique de type elassique (non représentés) correspondant aux roues avant et arrière du véhicule pour en assurer le freinage. Sur la figure 1, seuls les moteurs de frein des mécanismes de freinage (non représentés) des roues arrières 28 du véhicule ont été représentés schématiquement en 26. Le système de correction de pression 20 se compose essentiellement d'un dispositif de transmission de pression 30, d'une liaison hydraulique de dérivation 32 montée en parallèle du dispositif de transmission 30 entre la conduite d'alimentation- 18 et les conduites de distribution 22 et 24 et pourvue d'ure moyen d 'obturation imposant un écoulement unidirectionnel tel qu' un cia- pet anti-retour 34, et d'une came 36 entrainée en rotation, par l'intermédiaire d'une quelconque liaison de transmission convenable 38, par au moins l'une des roues arrière 28 du véhicule. Selon une réalisation préférée, la came 36 est directement entraînée en rotation par l'un des arbres de roue arrière du véhicule. Le dispositif de transmission de pression 30 est composé essentiellement d'un équipage mobile de forme étagée 40 qui,constitué d'un piston 42 eut d'un prolongement cylindrique 44, est monté coulissant de façon étanche par l'intermédiaire de joints d'étanchéité convenables 41 et 43 dans un cylindre 46 dans lequel il définit une chambre d'entrée 48 pourvue d'un orifice d'entrée 50 relié à la conduite d'alimentation 18 et une chambre annulaire de sortie 52 pourvue de deux orifices de sortie 54 reliés aux conduites de distribution 22 et 24. Un moyen élastique de compression tel qu'un ressort hélieoidal 56 est disposé dans la chambre 52 autour du prolongement cylindrique 44 de l'équipage mobile 40. L'extrémité s'étendant vers l'extérieur du prol;sngement 44 est pourvue d'un alésage fileté 58 dans lequel est fixé de fa çon réglable une vis de butée 60 pourvue à son extrémité libre d'un patin de friction 62 qui, comme expliqué ci-après, sera susceptible de coopérer avec la came 36. On remarquera que la surface éfficace de l'équipage mobile 40 qui est soumise à la pression du fluide dans la chambre d'entrée 48 est supérieure à la surface éfficace, de forme annulaire, de cet équipage qui est soumise à la pression du fluide dans la chambre de sortie 52, la différence des surfaces étant égale à la section droite du prolongement cylindrique 44. Comme représentée plus précisément aux figures 2 et 3, la came 36 est de préférence réalisée de façon à présenter, en section droite, une partie circulaire (A) de rayon R1 centrée sur le centre de rotation (o) de la came 36 et une saillie radiale, représentée en hachures en 64, dont les parties montante (B) et descendante (C) sont en forme d'arc de cercle de même rayon R1 et sont centrées respectivement en (b) et (c) situés chacun en écartement du centre (o) de la came, les ouvertures des parties (B) et (C) étant respectiremellt de 90 et 45 . Avec cette disposition, la distance séparant chacun des pots de la périphérie de la came de son centre (o) varie entre les valeurs Rt et R2 en fonction de la position angulaire de la came. Le fonctionnement du circuit de freinage décrit ci-dessus est le suivant : au repos les différents éléments du circuit sont dans les positions représentées aux figures 1 et 2. Le ressort 56 se trouve à l'état détendu et l'équipage mobile constitué par le piston 40 et le prolongement cylindrique 44 se trouve dans une position déterminée dans le cylindre 46 de façon telle que le patin 62 se trouve situé à une distance (d) très supérieure à la valeur R2 du centre de rotation de la came 36. Lors du freinage, l'enfoncement de la pédale- de frein 14 engendre la création d'une pression hydraulique de commande dont la valeur dépend de la force exercée sur la pédale 14. Cette pression est envoyée au système de correction 20 par la conduite 18. Sous l'action de la pression dans la chambre 48, le piston 40 se déplace vers la droite à l'encontre de la force du ressort 56. La diminution correspondante du volume de la chambre 52 entraîne une augmentation correspondante de la pression du fluide dans cette dernière et, par là, une mise en pression des moteurs 26 des mécanismes de freinage par les conduits de distribution 22 et 24. La liaison de dérivation 32 équipée du clapet antiretour 34 autorise l'écoulement du fluide hydraulique de la chambre de sortie 52 vers la chambre d'entrée 48 de façon à égaliser les valeurs des pressions du fluide dans ces deux chambres lors du déplacement vers la droite du piston 40, étant entendu que ce dernier est pourvu de dimensions suffisantes pour compenser ltabsorp- tion de la partie du circuit de freinage située en aval de la chambre 52. L'équipage mobile 40, défini par le piston 42 et le prolongement cylindrique 44, est alors soumis à une force de pression résultante tendant à le déplacer vers la droite, en direction de la came 36, à l'encontre de la force du ressort 56. Les pressions dans les chambres 48 et 52 étant égales, cette force résultante est égale au produit de la pression de commande par la différence de sections efficaces de l'équipage mobile soumises res pectivement aux pressions du fluide dans les chambres 48 ct 52 Il résulte de l'équilibre entre cette force de pression résultall- te et la force de rappel du ressort 56 que pour chaque valeur e la pression de commande engendrée par la source 10 l'équipage mobile 40 occupera dans le cylindre 46 une position déterminée, le déplacement de ltéquipage 40 en fonction de la pression de commande, dépendant en effet de la seule raideur du ressort 56. Le calibrage du ressort 56 et la longueur de la liaison réalisée entre le patin 62 et le prolongement cylindrique 44 60lrltévus par la vis 60/prévus de façon que la distance (d) séparant le cen- tre de rotation (o) de la came 36 du patin 62 devienne inférieure à la valeur R2 tout en demeurant cependant légèrement supérieure à la valeur R1 lorsque la pression de commande devient supérieure à une valeur déterminée relativement élevée, susceptible d'entre ner un blocage des roues freinées 28 dans des conditions d'adhé-- rence normale. Ainsi, lorsque la pression de commande devient égale ou supérieure à cette valeur déterminée, le piston 40 se trouve repoussé à chaque rotation de la came 36 vers l'intérieur de la chambre 48.Un tel déplacement périodique du piston entraîne une variation correspondante des volumes des chambres 48 et 52. Plus précisément, l'augmentation d'une part du volume de la chambre 52 entraîne une réduction correspondante de la pression du fluide hydraulique contenu dans cette dernière alors que la diminution d'autre part du volume de la chambre 48 entraîne au contraire une augmentation de la pression du fluide dans cette dernière. La réduction périodique de la pression envoyée au mécanisme de freinage par les conduits 22 et 24 entraîne, comme on le comprendra aisément, une diminution correspondante du couple de freinage exercée par les mécanismes alimentés par ces conduits et prévient ainsi, compte tenu du couple d'inertie de la roue freinée, un blocage éventuel de cette dernière, blocage qui se serait sans doute produit si la pression de commande envoyée aux conduits 22 et 24 était demeurée constante et au moins égale à la valeur pré-déterminée -ci-dessus. Par ailleurs, l'augmentation périodique de la pression dans la chambre 48 engendre une pulsation de pression en amont de cette chambre, pulsation qui sera ressentie à la pédale 14 et permettra d'avertir le conducteur du véhicule que l'effort qu'il exerce sur la pédale de frein devient trop important et risque d'occasionner un patinage du véhicule. il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus, qui n'est donné qu'à titre d'exemple, et que de nombreuses modifications peuvent y être apportées. En particulier, la came 36 pourrait être pourvue de plusieurs saillies radiales telles que 64 la forme de ces saillies pouvant être modifiée en fonction des caractéristiques du véhicule telles que l'éfficacité du mécanisme de freinage et le couple d'inertie des roues. La came 36 pourrait être entraînée par l'une des roues avant ou arrière du véhicule, par tout moyen convenable autre que la liaison schématique indiquée en 38 qui ne constitue qu'un exemple particulier d'éntrainement. La liaison hydraulique 32 pourrait être réalisée par un passage prévu dans le piston 40 et non par une conduite ext- rieure comme représenté. En particulier la liaison 32 pourrait être réalisée par le passage de fuite annulaire défini entre le piston 40 et les parois de l'alésage interne du cylindre 4-6, le joint d'étanchéité 42 étant alors avantageusement remplacé par un joint annulaire à lèvre orienté vers la chambre 48 de façon à permettre l'écoulement vers cette dernière du fluide contenu dans la chambre 52. Le ressort 56 pourrait également être disposé à l'extérieur du cylindre 46 et/ou- remplacé par un empilement de rondelles Belleville. Les mécanismes de freinage de roue (d'ailleurs non représentés) sont de type quelconque et peuvent être réalisés par les classiques freins à disque ou les non moins classiques freins à tambour ou même une combinaison des deux. Dans le mode de réalisation représenté le système de correction de pression 20 est utilisé pour modifier la pression hydraulique envoyée simultanément aux quatre; mécanismes commandant le freinage des roues avant et arrière du véhicule. Néanmoins il est évident que l'on pourrait utilIser plusieurs systèmes de correction de pression fonctionnant indépendamment pour commander un seul mécanisme de freinage en fonction du mouvement de la roue freinée par ce dernier, ou éventuellement les paires de mécanismes de freinage relatifs aux roues des essieux avant et arrière du véhicule respectivement, REVE.DJDICA'flOI 1) Circuit de freinage pour véhicule, du type comportant - une source de pression hydraulique de commande variable, - une pluralité de mécanismes de freinage de roue commandés hydrauliquement à partir de ladite source et, - un système de correction de pression interposé entre cette dernière et l'un au moins des mécanismes de freinage, de fa çon à modifier la pression hydraulique envoyée à ce dernier en fonction du déplacement angulaire de la roue correspon dant à ce mécanisme de freinage et à prévenir ainsi- un blo cage éventuel de cette dernière, caractérisé en ce que ledit système de correction de pression comporte - un dispositif de transmission de pression pourvu d'un-équi page mobile de forme étagée monté coulissant de façon étan che dans un cylindre dans lequel il définit ainsi une cham bre d'entrée qui est reliée à la source et une chambre d-e sortie qui est reliée au mécanisme de freinage, la surface éfficace de l'équipage mobile soumise à la pression du fluide de dans la chambre d'entrée étant supérieure à celle soumi se à la pression du fluide dans la chambre de sortie, - une liaison hydraulique disposé en parallèle du dispositif de transmission de pression et pourvue d'un moyen -d'obtura- tion s'opposant à l'écoulement du fluide de la chambre d'en- trée vers la chambre de sortie mais autorisant l'écoulement en sens inverse, - des moyens élastiques s'opposant à l'action sur l'équipage mobile de la pression du fluide dans la chambre d'entrée et, - une came entraînée en rotation par la roue freinée pour dé placer l'équiDage mobile dans le sens correspondant à l'au=- mentation du volume de la chambre de sortie lorsque la ré sultante des pressions agissant sur cet équipage, à l'en- contre de la force desdits moyens élastiques, devlent su périeure à une valeur donnée relativement élevée. 2) Circuit de freinage selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'équipage mobile se compose d'un piston monté coulissant dans le cylindre entre les chambres d'entrée et de sortie et d'un prolongement cylindrique solidaire du piston et traversant de façon étanche l'extrémité du cylindre correspondant à la chambre de sortie de façon à pouvoir venir en butée sur ladite came par l'intermédiaire d'une liaison de longueur déterminée réglable. 3) Circuit de freinage selon la revendication 2 caractérisé en ce que la liaison prévue entre le prolongement cylindrique du pis ton et la came se compose d'une vis fixée de façon réglable dans un alésage fileté réalisé dans le prolongement cylindrique et d'un patin fixé à l'extrémité libre de la vis pour coopérer avec la came. 4) Circuit de freinage selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite came présente en section droite une partie en forme d'arc de cercle de rayon R centrée sur l'axe de rotation de la came et au moins une saillie radiale dont les parties montante et descendante sont en forme d'arc de cercle de même rayon et sont toutes deux décentrées par rapport à l'axe de rotation de la came. 5) Système de correction de pression notamment pour un circuit de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il com porte un piston monté coulissant dans un cylindre dans lequel il définit une chambre d'entrée et une chambre de sortie pour vues respectivement d'orifices d'entrée et de sortie, un pro longement cylindrique solidaire du piston et traversant l'extra mité ducylindre correspondant à la chambre de sortie et, un passage de dérivation pourvu d'une valve anti-retour pour re lier la chambre de sortie à la chambre d'entrée.