Brevet FR2152925A1 — publié le 19730427

La présente invention concerne un dispositif destiné à éviter le blocage des roues d'un véhicule automobile équipé d'un frein hydraulique, comprenant une soupape antiblocage en amont de chaque cylindre de frein de roue, un senseur sur chaque roue, et une pompe produisant une force auxiliaire. Un tel dispositif est connu (demande de brevet allemand publiée 1.555.615). Ce dispositif connu coopère avec une pompe montée dans l'installation de freinage en amont de la soupape de frein, de manière que la pression de freinage soit assistée directement par la pompe. I1 s'agit par conséquent d'un frein assisté. La pression de freinage est transmise à travers des distributeurs qui, en cas de risque de blocage, font brusquement descendre puis remonter la pression de freinage à une cadence rapide. Ce type de régulation donne lieu à une allure instable de la force de freinage et il nécessite un grand nombre d'éléments de distribution. Le but de l'invention est d'éviter cet inconvénient et de créer un dispositif du type mentionné au début, mais dans lequel la force auxiliaire produite par la pompe attaque en aval de la soupape de frein. Ce dispositif doit comprendre une sécurité qui, en cas de défaillance du dispositif antiblocage, assure que l'installation de freinage proprement dite peut continuer fonctionner normalement. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu par le fait que chaque soupape antiblocage coopère avec une pompe qui, lors du freinage normal (ne provoquant pas de blocage), fait circuler le liquide de freinage, sous la pression de freinage produite à chaque fois, dans un circuit de pompe dans lequel est produit, en cas de risque de blocage et par l'étranglement du courant de liquide retournant à la pompe, une surpression qui agit sur la soupape antiblocage, de manière que celle-ci coupe l'écoulement de liquide vers le cylindre de frein et décharge ensuite celui-ci. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une représentation simplifiée, en perspective, d'une installation de freinage comprenant un dispositif suivant 1' invention; - la figure 2 est une vue en coupe d'un distributeur-régulateur antiblocage comne celui incorporé dans l'installation de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe d'un des limiteurs à électro-aimant incorporés dans le distributeur-régulateur antiblocage de la figure 2, mais à plus grande échelle; - la figure 4 est un diagramme montrant l'allure de la pression; - la figure 5 est une vue en coupe d'une partie du distributeur-régulateur de la figure 2, selon une variante de réalisation;; - la figure 6 est une vue en coupe d'un autre distributeurrégulateur antiblocage, suivant une variante de celui représenté sur la figure 2; et - la figure 7 est une vue en coupe d'une partie d'un distributeur-régulateur antiblocage, suivant une variante du détail représenté sur la figure 5. L'installation de freinage représentée sur la figure 1 comprend un mattre-cylindre de frein 2 qui peut etre commandé au moyen d'une pédale 1 et qui est relié par une conduite de frein 3 à un distributeurrégulateur antiblocage 4 et, à travers celui-ci et quatre conduites de frein 5,5', à des cylindres de frein de roue 6 et 7 qui sont disposés par paire sur l'essieu avant 8 et sur l'essieu arrière 9 d'un véhicule automobile dont seuls les éléments qui viennent d'entre mentionnés sont représentés. La pédale 1 porte un contact 10 qui coopere avec un contact 11 pour établir, lors du freinage et à travers une ligne 13, une liaison électrique entre une source de courant 12 et un moteur électrique 14 qui est accouplé au distributeur-régulateur antiblocage 4. Le distributeur-régulateur antiblocage 4 est représenté en coupe sur la figure 2. Cette figure montre que la conduite de frein 3 - venant du mattre-cylindre 2 - débouche dans une chambre 15 dont la communication avec les quatre conduites de frein 5 et 5' est contrôlée par quatre soupapes antiblocage dont deux seulement sont représentées, à savoir les soupapes 16 et 16'. Celles-ci comprennent chacune un siège 18 ou 18' et un obturateur formé par une bille 17 ou 17' qui peut être déplacée par un poussoir 19 ou 19'. Chacun de ces poussoirs est solidaire d'un piston étagé 20 ou 20', dont la partie à faible diametre - ayant la section f - peut coulisser à joint étanche dans un alésage 21 ou 21', et dont la partie à grand diamètre - ayant la section F peut coulisser à joint étanche dans un alésage 22 ou 22'. L'épaulement formant la transition entre les deux alésages 21 et 22 ou 21' et 22' définit, avec les parties adjacentes du piston étagé correspondant, une chambre annulaire 23 ou 23', dans laquelle débouche un conduit de refoulement 24 ou 24' qui constitue un conduit de dérivation d'un circuit de pompe.Chaque circuit de pompe comprend une pompe 46 ou 46', dont font partie un piston de pompe 24 -u 25' et une chambre de pompe 26 ou 26'. Chaque circuit de pompe comprend en outre un conduit de refoulement 27 ou 27' et un conduit d'aspiration 28 ou 28'. Dans chacun des conduits de refoulement 27, 27' est monté un clapet de refoulement 29 ou 29', et dans chacun des conduits d'aspiration est monté un clapet d'aspiration 30 ou 30'. Entre le conduit de refoulement et le conduit d'aspiration de chaque circuit est monté un limiteur à électro-aimant 31 ou 31' qui est représenté à plus grande échelle sur la figure 3.Ce limiteur comprend une pièce trempée formant un siège 32, une bille 33 formant un élément d'étranglement, un disque-armature 35 qui recouvre la bille 33 et qui est sollicité en permanence par un ressort 34, et un électro-aimant cuirassé 36. Le disque-armature 35 est excentré de la distance e par rapport à llaxe de l'électro-aimant 36 et, grâce à cette dissymétrie, il s'incline, comme représenté, lorsqu'il est attiré par l'électro-aimant 36 au moment où celuici est mis sous tension. Cette position inclinée est reproductible et elle assure que la force magnétique est toujours la même pour un courant électrique de meme intensité. L'entrefer désigné par S existe également lorsque l'électroaimant est excité; cet entrefer est ajusté au moment de l'emmanchement de la pièce formant le siège 32. Ce mode de réalisation évite le collage du disquearmature 35. Celui-ci est disposé, avec le ressort 34, dans une chambre 37 qui, d'une part, est incluse dans le circuit de pompe, d'autre part, raccordée par un conduit 38 ou 38' à la conduite de frein 3. Comme le montre la figure 2, le conduit 38 ou 38' traverse une chambre à ressort 39 ou 39' qui est formée par l'alésage 22 ou 22' à grand diamètre et dans laquelle est disposé un ressort 40 ou 40' agissant sur le piston étagé 20 ou 20'. Le moteur électrique 14 est disposé au-dessous du distributeur-régulateur antiblocage 4; ce moteur est en mesure d'entrainer les quatre pistons de pompe 25,25' par l'intermédiaire d'un arbre d'entratnement 41 et d'un excentrique 42. Sur chaque roue du véhicule est monté un senseur 43 ou 43' (figure 1) qui est relié par une ligne 47 ou 47' à l'un des limiteurs à électro-aimant 31,31' incorporés dans le distributeur-régulateur antiblocage 4. Le dispositif qui vient d'entre décrit fonctionne de la manière suivante Lors de l'actionnement des freins, l'abaissement de la pédale 1 provoque la fermeture des contacts 10 et 11 et, par suite, la mise en marche du moteur électrique 14. Les quatre pistons de pompe 25,25' sont animés d'un mouvement alternatif et font circuler du liquide - sortant de la conduite de frein 3 et présentant la pression de freinage correspondant à l'actionnement de la pédale - dans les quatre circuits de pompe. La pression de freinage peut aussi bien être de 5 que de 50 bars. Les limiteurs 31,31' sont ouverts, de sorte qu'ils n'empêchent pas l'écoulement. Comme la pression d'aspiration est égale à la pression de refoulement, les quatre pompes 46,46' n'ont pas besoin de fournir du travail pendant le freinage normal. Lorsque l'un des senseurs 43,43' constate le commencement du blocage d'une des roues, l'électro-aimant 36 du limiteur 31 ou 31' correspondant est mis sous tension. Le disque-armature 35 est attiré, la bille 33 est appliquée contre le siège 32 et l'écoulement du liquide à travers le siege 32 est étranglé en fonction de l'intensité du courant électrique traversant l'électro-aimant 36. En raison de cet obstacle dans la canalisation de retour, la pression dans le conduit de refoulement 24 ou 24' et dans la chambre annulaire 23 ou 23' monte. Cette augmentation de la pression fait descendre le piston étagé 20 ou 20', de sorte que la soupape antiblocage 16 ou 16' correspondante se ferme.L'écoulement du liquide à travers la conduite de freinage correspondante est donc interrompu et la conduite de freinage 5 ou 5' en aval du distributeur-régulateur antiblocage 4 ainsi que le cylindre de frein 6 ou 7 de la roue qui risque de se bloquer sont déchargés. La pression dans la chambre annulaire 23 ou 23' et, par suite, la pression réduite dans le cylindre de frein 6 ou 7 peuvent etre réglées, par l'intensité de champ de l'électro-aimant 36 qui dépend de la fréquence des impulsions de courant transmises par le senseur, de maniere que des pulsations indésirables ne puissent pas se produire dans l'installation de freinage. Lorsque le risque de blocage a disparu, le senseur 43 ou 43' ne transmet plus d'impulsions et toutes les autres parties du dispositif reprennent leur position initiale. L'huile de fuite s'écoulant le long des pistons de pompe 25, 25' et pénétrant dans la chambre à excentrique 60 de la pompe est ramenée par un conduit de retour de fuite 61 dans le réservoir de remplissage 62 du mattre-cylindre 2. Comme il ressort du schéma de la figure 4, la pression de freinage PB correspond à la pression du maître-cylindre PH - A (F/f-l); p dans cette formule, F désigne la grande face et f désigne la petite face du piston étagé 20 ou 20', et p désigne la pression différentielle produite p par le limiteur à électro-aimant 31 entre le conduit de refoulement 27 ou 27' et le conduit d'aspiration 28 ou 28', donc également entre la pression dans la chambre annulaire 23 ou 23' et la pression dans la chambre 39 ou 39'.Par exemple, si la pression maximale du mattre-cylindre p H = 200 bars et si le rapport F/f = 2, il faut une pression différentielle maximale ti = 200 bars p pour faire descendre la pression du cylindre de frein PB à 0. Cette pression différentielle 4 peut facilement entre produite par le limiteur à électro p aimant 31 dont est équipé le dispositif de l'invention. Si la section de 2 passage du siège 32 correspond à 3 mm , la force de fermeture nécessaire est de 0,03 x 200 = 6 kg. Le disque-armature excentré 35 produit la meme force pour la mame fréquence des impulsions de courant.L'entrefer S lorsque le limiteur 31 est fermé peut titre très petit (de l'ordre de 0,1 mm), de sorte que la force maximale de 6 kg peut facilement etre obtenue avec une intensité du courant électrique d'environ 5 A. Lorsque l'électro-aimant est désexcité, le ressort 34 maintient le disque-armature 35 à sa place. Les pistons étagés 20,20' sont ajustés avec suffisamment de précision dans les alésages du distributeur-régulateur antiblocage 4 pour que les surfaces métalliques en contact assurent l'étanchéité. La figure 5 montre qu'il est également possible d'utiliser un piston étagé, désigné ici par 48, qui est étanché par des joints annulaires à lèvres 44 et 45. L'utilisation de tels joints permet de réduire considérablement le frottement et évite - surtout pendant les freinages prolongés (dans une descente par exemple) - le passage d'huile de fuite de la chambre annulaire 23 ou 23' aux cylindres de frein 6, 7. Les ressorts 40, 40' assurent, à l'encontre de la résistance par frottement, la réouverture des soupapes 16,16' après la décharge des cylindres de frein 6,7. Le dispositif comprend une sécurité contre les défaillances du fait que le maitre-cylindre 2 communique en permanence avec les chambres à ressort 39,39'. Lorsqu'il se produit une défaillance dans l'entraînement de la pompe par le moteur 14, dans le limiteur à électro-aimant ou dans le circuit du senseur, alors que la soupape antiblocage 16 ou 16' correspondante est fermée, la pression du maitre-cylindre, régnant également dans les chambres à ressort 39,39', sera toujours en mesure d'ouvrir la soupape avec certitude. La communication permanente entre les chambres à ressort 39, 39' et le maitre-cylindre 2 est possible gracie au fait que la décharge des cylindres de frein 6,7 n'est pas produite par une diminution de la pression dans ces chambres 39,39', mais par l'établissement d'une pression qui est supérieure à celle du maltre-cylindre dans l'une des chambres annulaires 23, 23' au moyen du limiteur à électro-aimant 31 ou 31' du circuit correspondant. La figure 6 montre > de façon plus détaillée, la réalisation de la pompe à quatre pistons ainsi que son incorporation dans un corps 51. Les différentes parties correspondant à celles de exemple représenté sur la figure 1 portent les mimes références. Un corps annulaire 52 d'une pompe à 50 quatre pistons/sert en mbme temps de couvercle pour les chambres à ressort 39,39'. Dans cet exemple, les clapets d'aspiration 30 sont raccordés directement aux chambres à ressort 39,39', De ce fait, il suffit d'un seul conduit 54 entre chacune des chambres 53 des limiteurs à électro-aimant 31 et la chambre à ressort 39 ou 39' correspondante. Les quatre cylindres de pompe 55, 55' sont étanchés par rapport à l'extérieur par des couvercles 56,56' en forme de disque qui portent des joints annulaires 57,57' et qui sont emboîtés dans ces cylindres. Chaque clapet de refoulement 29 ou 29' est également entouré par un joint d'étanchéité annulaire 58 ou 58',et un joint d'étanchéité annulaire commun 59' entoure les quatre chambres à ressort 39,39'. L'excentrique 42 de l'arbre 41 du moteur entraîne les pistons de pompe 25,25' par l'intermédiaire d'un roulement à billes 63 > et l'arbre 41 est monté dans un coussinet fritté 64 et étanché par rapport à l'extérieur au moyen d'un joint d'arbre 65. Le coussinet fritté 64 et le joint d'arbre 65 sont incorporés dans le flasque frontal 66 du moteur électrique 14, seulement représenté en partie, dont la carcasse est fixée, en meme temps que le corps annulaire 52 de la pompe, sur le corps 51 du distributeur-régulateur antiblocage. La figure 7 montre une variante du piston étagé 48 de l'exemple de la figure 5. Le piston étagé 70 de la figure 7 présente un passage d'écoulement central 71 qui part de la face frontale 72 - tournée vers la bille 17 - du poussoir 73, et qui débouche dans une chambre annulaire 74 raccordée au réservoir de remplissage du maître-cylindre 2. Ce piston étagé 70 porte en outre un joint annulaire 75 qui assure l'étanchéité entre la chambre annulaire 74 et la chambre à ressort 39. Ce perfectionnement du dispositif suivant l'invention convient en particulier aux véhicules dont les tuyauteries présentent une grande élasticité, comme cela est le cas, par exemple, sur les véhicules utilitaires et les cars. Lors de la fermeture de la soupape 16, la chambre annulaire 74 est raccordée au cylindre de frein 6 ou 7, ce qui assure, malgré la présence de longues tuyauteries- de frein, une décharge rapide du cylindre de frein et de la conduite de frein 5 ou 5' REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à éviter le blocage des roues d'un véhicule automobile équipé d'un frein hydraulique, comprenant une soupape antiblocage en amont de chaque cylindre de frein de roue, unsenseur sur chaque roue, et une pompe produisant une force auxiliaire, caractérisé en ce que chaque soupape antiblocage coopère avec une pompe qui, lors du freinage normal (ne provoquant pas de blocage), fait circuler le liquide de freinage, sous la pression de freinage produite à chaque fois, dans un circuit de pompe dans lequel est produit, en cas de risque de blocage et par l'intermédiaire du courant de liquide retournant à la pompe, une surpression qui agit sur la soupape antiblocage, de manière que celle-ci coupe l'écoulement de liquide vers le cylindre de frein et décharge ensuite celui-ci. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque circuit de pompe comprend un limiteur à électro-aimant qui est couplé à un senseur monté sur une roue, ce limiteur produisant, en cas de risque de blocage, l'étranglement du courant de fluide retournant à la pompe, et l'action de la pression de refoulement de la pompe, dans le sens de la fermeture et de la décharge, sur la soupape antiblocage. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque soupape antiblocage comprend, de façon en soi connue, un piston étagé qui commande l'obturateur de la soupape par l'intermédiaire d'un poussoir, et en ce que la petite face du piston tagé est exposée à la pression régnant dans le cylindre de freinage, sa grande face à la force d'un ressort et à la pression de freinage (la pression du maître-cylindre), et sa surface annulaire à la pression de refoulement de la pompe. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que les pompes, les pistons, les limiteurs à électro-aimant et les soupapes antiblocage sont réunis dans le corps d'un distributeurrégulateur antiblocage. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les pompes forment ensemble une pompe multiple présentant un entraînement commun. 6. Dispositif selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que le limiteur à électro-aimant comprend un électro-aimant cuirassé dont l'armature a la forme d'un disque. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le limiteur à électro-aimant comprend un élément d'étranglement sous forme d'une bille, et en ce que ladite armature est montée, de façon excentrée, en appui sur cette bille. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le piston étagé présente un passage d'écoulement central, à travers lequel le cylindre de frein et la conduite de frein montée en aval de la soupape antiblocage peuvent être déchargés lorsque la soupape est fermée.