Brevet FR2348085A1 — publié le 19771110

La présente invention se rapporte à une commande hydraulique, notamment pour un dispositif de freinage d'un véhicule automobile comportant deux circuits distincts indépendants dans un but de sécurité, chaque circuit pouvant comporter des cylindres de frein répartis sur les diverses roues, cette commande hydraulique étant du type dans lequel un maitre cylindre comporte une première chambre dont la pression est asservie à l'enfoncement d'un maître piston sous l'action d'une pédale de frein, cette première chambre faisant partie d'une enceinte hydraulique comportant un premier circuit de freinage, ladite commande présentant en outre une deuxième chambre faisant partie d'une deuxième enceinte comportant un deuxième circuit de freinage, cette deuxième chambre étant adaptée à etre alimentée par une centrale hydraulique dont la source de pression est du type volumétrique å débit permanent, la commande comportant un plongeur dont les deux faces opposées sont exposées respectivement auxpressions des deux enceintes, ce plouk geur formant un clapet qui coopère avec un siège pour définir un passage annulaire de section variable interposé entre d'une part la deuxième enceinte et d'autre part un conduit de décharge à un réservoir, de telle sorte que sous l'action de la pression exercée par le martre piston dans la première enceinte en vue du freinage, le plongeur prenne une position a d'équilibre dans laquelle la sec- tion de passage se trouve modulée et gracie à laquelle les pression dans les deux enceintes sont maintenues proportionnelles (par exemple égales). "a présente invention a pour objet une commande hydraulique pour un dispositif de freinage notamment d'un véhicule automobile, du type indiqué ci-dessus, grace à laquelle d'excellentes performances de fonctionnement sont obtenues tant dans des conditions normales qu'en cas de défaillance d'un des circuits. Suivant un des aspects de l'invention, une commande hydraulique notamment pour un dispositif de freinage d'un véhicule automobile est notamment caractérisée en ce que le plongeur interposé entre les deux enceintes présente une tette ayant une portée périphérique annulaire conique d'application sur le siège et une partie centrale frontale entourée par cette portée conique et ayant une forme ogivale de préférence conique dont le demi-angle au sommet est légèrement supérieur au demi-angle au sommet de la portée conique. Gr ce à cette disposition, on constate d'excellentes condi tions d'écoulement du débit de fuite depuis la deuxième enceinte jusqu'au réservoir, avec une modulation appropriée. Dans une forme d'exécution préférée, la portée conique a un demi-angle au sommet compris entre 400 et 500 et avantageusement voisin de 450, tandis que l'ogive a un demi-angle au sommet compris entre 500 et 600 avantageusement voisin de 55 . De préférence, la tete du plongeur s'étend dans une cavité ménagée dans une pièce engagée dans le corps du martre cylindre et ayant des passages de communication de ceste cavité avec le réservoir qui sont toujours ouverts quelle que soit la position de montage de cette pièce. Suivant un autre aspect dê la présente invention, le maître piston du maître cylindre qui régit la pression dans la première enceinte est disposé dans la première chambre d'une manière coaxiale avec le plongeur de manière à permettre une suppléance mécanique en cas de défaillance hydraulique dans la première enceinte, le maître piston étant rappelé par un premier ressort et recevant une tige qui est adaptée à venir en contact avec le plongeur, cette tige étant attelée au maître piston par un deuxième ressort exempt de précontrainte et jouant le r81e d'un simulateur de résistance à l'enfoncement de la pédale de frein. Suivant un autre aspect encore de l'invention, l'extrémité dw plongeur exposée à la pression de la première enceinte a une section différente de celle du siège associé à la deuxième enceinte. Ceci permet d'obtenir un effet d'amplification, ou, s'il y a lieu, de réaliser une parfaite égalisation des pressions dans les deux enceintes. De préférence, le maître piston a une forme de douille creuse dans laquelle est engagée une collerette de la tige formant un siège mobile pour le deuxième ressort. Une forme d'exécution de l'invention est ci-après décrite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue d'un maître-cylindre de commande suivant l'invention et montre schématiquement les circuits hydrauli ques la figure 2 est une vue de ce maStre-cylindre en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 la figure 3 est une vue, à plus grande échelle, de la titre du plongeur de la commande. Dans le mode de réalisation représenté aux figures I à 3 qui concerne, à titre d'exemple non limitatif, une application de 1' invention au freinage d'un véhicule automobile, on voit à la figure I en 10 et 10' les roues avant et en Il et 11' les roues arrière d'un véhicule automobile. La roue avant droite 10 comporte un cylindre de roue 12 pour le serrage du frein avant droit. La roue avant gauche 10' comporte un cylindre de roue 12' pour le serrage du frein avant gauche. La roue arrière droite 11 comporte un cylindre de roue 13 pour le serrage du frein arrière droit. La roue arrière gauche 11' comporte un cylindre de roue 13' pour le serrage du frein arrière gauche. Le cylindre de roue 12' du frein avant gauche. et le cylindre de roue 13 du frein arrière droit sont reliés respectivement à deux conduits 14 et 15 qui sont eux-mEmes branchés (figs. 1 et 2) avec une première chambre 16 d'un maitre-cylindre 17. Celui-ci fait partie de la commande suivant l'invention et sera décrit plus loin en détail. De la méme façon, le cylindre de roue 12 du frein avant droit et le cylindre de roue 13' du frein avant gauche sont reliés respectivement à deux conduits 18 et 19 qui sont eux-mmes reliés à une deuxième chambre 20 du maître-cylindre 17, coaxiale avec la première chambre 16. Le véhicule comporte ainsi deux circuits de freinage indépendants : 12',13,14,15,16, d'une part et 12,13',18,19,20 d'autre part. La chambre 16 est pressurisée au moyen d'un maître-piston 21 actionné au moyen d'une tige 22 à partir d'une pédale de frein (non représentée), Dans lnpiston 21 est montée une tige 23 avec une collerette 24. Un ressort 25 s'étendant dans le nialtre-piston 21 tend à appliquer la collerette 24 en butée contre un jonc d'arret 26. La tige 23 est prolongée vers l'avant par une partie saillante 27 s'étendant dans la chambre 16. Le maître-piston coopère avec un ressort de rappel 28 s'étendant dans cette chambre 16. Ce ressort 28 pourrait être prévu à l'extérieur du mattre-cylindre. Le ressort 25 a, dans l'exemple représenté, une raideur plus forte que le ressort 28. Le ressort 25 est exempt de précontrainte lorsque la collerette 24 est disposée contre le jonc d'arrêt 26. Un réservoir 29 est prévu pour assurer le maintien du remplissage de la chambre 16 et communique avec celle-ci par un ori fice 29a qui est ouvert lorsque le mattre-piston 21 est au repos. Cet orifice 29a est obturé par le maître-piston 21 lorsque celuici commence à autre enfoncé. La chambre 20 est alimentée par un conduit 30 qui est relié au refoulement d'une pompe volumétrique 31, à débit permanent entraînée à une vitesse égale ou proportionnelle à celle du moteur du véhicule automobile, ou à vitesse constante par un moteur électrique, ou encore par l'arbre de sortie de la boîte de vitesse, à une vitesse proportionnelle à la vitesse du véhicule. La pompe 31 puise par un conduit 32 dans un réservoir 33. Entre les chambres 16 et 20 (fig. 3) est monté un plongeur 34 comportant une queue 35 et une tette 36. la queue 35 du plongeur 34 est montée coulissante dans un perçage 37 d'une pièce cylindrique 38 logée dans le corps 17. la tête 36 s'étend dans une cavité 39 ménagée dans la pièce 38 et communique avec la chambre 20. La tete 36 présente une portée périphérique annulaire conique 4,0 qui coopère avec un siège 41. Celui-ci est formé par une bague 42 encastrée dans la pièce 38 dans le prolongement de la cavité 39. Plus particulièrement, le siège 41 est formé par une arete circulaire suivant l'ouverture du perçage intérieur 43 de la bague 42. A l'avant de la portée périphérique conique 40 qui coopère avec le siège 41, la tette 36 présente une partie centrale ogivale conique 44. Dans l'exemple représenté, la portée conique 40 fait un demi-angle au sommet compris entre 400 et 500 et avantageusement voisin de 450, tandis que la partie conique 44 fait un demi-angle au sommet avantageusement compris entre 500 et 600 et de préférence voisin de 550, c'est-à-dire plus grand que le demi-angle au sommet de la portée conique 40. La pièce 38 comporte des perçages 45 faisant communiquer la cavité 39 avec une gorge annulaire 45a ménagée à la périphérie de cette pièce 38. Cette gorge 45a communique en permanence, quel l que soit la position de montage de cette pièce 38, avec un conduit 46 de retour au réservoir 33. On notera plus particulièrement à la figure 1 que la face arrière 47 de la queue 35 du plongeur 34 est exposée à la pression dans la chambre 16 et est adaptée à recevoir s'il y a lieu, la tige 27 en butée. On notera également que la tette 36 du plongeur 34 forme un clapet de contrôle d'un débit de fuite entre, d'une part, la chambre 20 et d'autre part, la cavité 39. La tete 36 constitue ainsi un clapet de décharge pour la pompe 31 vers le réservoir 33 via 30,20,40-41,45,45a et 46 et définit ainsi un niveau de pression dans la chambre 20. Cette pression se trouve elle-même développée dans les cylindres de roue 12 et 13' par les conduits 18 et 19. Le plongeur 34 est lui-meme commandé tant par la pression de la chambre 20 qui s'exerce sur la tette 35 vers la droite de la figure 1, que par la pression de la chambre 16 qui s'exerce sur 1' extrémité 47 de la queue 35 vers la gauche de la figure I. Dans l'exemple représenté, le diamètre du siège 41, c'est-àdire le diamètre du perçage intérieur 43 de la bague 42 est prévu légèrement plus petit, par exemple de l'ordre de 5 %, que le diamètre du perçage 37 recevant la queue 35. Cette légère différence de section permet d'obtenir sensiblement une égalisation des pressions dans la chambre 16 et dans la chambre 20, sous l'effet de la présence du plongeur 34 interposé entre ces chambres. En effet si les sections étaient rigoureusement identiques, les pressions ne seraient pas égales en raison de l'effet du gradient de pression au niveau du siège. D'une manière générale, on peut envisager des sections différentes sur les extrémités aussi bien pour obtenir une égalisation rigoureuse des pressions dans les deux enceintes, comme il vient d'étire décrit, que dans le but de réaliser volontairement un effet d'amplification des pressions. Tant que le conducteur n'appuie pas sur la pédale de frein,le ressort 28 maintient le maitre-piston 21 repoussé vers la droite de la figure 1 mettant ainsi la chambre 16 en communication en 2cita avec le réservoir 29. Le plongeur 34 occupe sa position la plus éloignée du siège 41, qui est définie par application de la tette 36 contre un épaulement de butée 48 de la pièce 38 (fig. 3). Le débit de la pompe 31 s'écoule de la chambre 20 par la large ouverture ménagée entre la portée conique 40 et le siège 41 vers le réservoir 46 et la pression dans la chambre 20 est pratiquement nulle comme celle de la chambre 16. Dans ces conditions, les cylindres de roue 12' et 13 sont mis en communication avec le réservoir 29 de méme que les cylindres de roue 12 et 13' sont mis en communication avec le réservoir 33. Lorsque le conducteur appuie sur la pédale pour freiner, le maître-piston 21 s'avance vers la gauche de la figure I et franchit l'orifice 29a en isolant ainsi la chambre-16 du réservoir 29. La chambre 16 diminue de volume au fur-et-à-mesure que s'enfonce le maitre-piston 21 dont la course est d'autant plus grande que l'effort de la pédale est lui-méme plus important. La pression monte dans l'enceinte fermée 15,14,16,12',13, ce qui tend d'une part à actionner les cylindres 12' et 13 pour le serrage des freins correspondants et d'autre part, a pousser le plongeur 34 vers la gauche de la figure 1. Ce faisant, la tette 36 du plongeur 34 quitte l'épaulement de butte 48 sous l'effet de la pression différentielle et réduit 1' intervalle entre la portée 40 et le siège 41, ce qui diminue la section de fuite de la chambre 20 vers le réservoir 33, en provoquant une augmentation de la pression dans la chambre 20 qui tend à demeurer égale à la pression dans la chambre 16 au fur-et-à-mesure que cette dernière pression tend elle-meme à augmenter sous la poussée du maître-piston 21. On notera qu'en raison de la faible course de la tete 36 du plongeur 34, coopérant avec le circuit 18,19, l'enfoncement de la pédale correspond à la seule consommation du circuit 14,15, de sorte que le dispositif de freinage est de nature assistée. La pression de la chambre 20 est envoyée par les conduits 18 et 19 dans les cylindres de roue 12 et 13' et compte tenu de l'é- galité des pressions dans les chambres 16 et 20, c'est une meme pression qui est développée dans tous les cylindres de roue 12,1Z.'- 13 et 13'. Gracie à l'ogive conique 44 ménagée à l'avant de la tette 36, on constate d'excellentes performances de fonctionnement. En particulier l'écoulement à l'endroit du siège 41 s'effectue dans de bonnes conditions hydrauliques et avec une pression résiduelle aussi réduite que possible lorsque le dispositif est au repos. La commande de freinage suivant l'invention présente également d'excellentes conditions de sécurité en cas de défaillance de circuit. Si la partie du circuit 14,15,12' et 1.3 devient défaillante en annulant ainsi la pression dans la chambre 16, lorsque l'usager appuie sur la pédale de frein, le maître-piston 21 est repoussé vers la gauche de la figure 1 jusqu'S ce que la tige 27 vienne en butée sur l'extrémité 47 de la queue 35. La poursuite de l'action de la pédale se traduit par un enfoncement supplémentaire du maitre-piston 21 vers la gauche de la figure 1 mais l'épaulement 26 quitte la collerette 24 et le ressort 25 se comprime, ce qui permet d'introduire une résistance modulatrice simulant une contre pression et permettant ainsi à l'usager de freiner avec toute la sensibilité souhaitable. En fait cette action n'aura pas d'effet sur le circuit 14,14, 15,12' et 13 puisqu'il est en panne mais elle permet de moduler le rapprochement de la portée conique 40 vers le siège 41 et ainsi de contrler le débit de fuite de la chambre 20 vers le réservoir 46, ce qui régit la montée de pression dans cette chambre 20 et par suite dans les cylindres de roue 12 et 13'. Au cas où ce serait la pompe 31 ou le circuit 20,18,19,12 et 13' qui serait défaillant, alors que le circuit 16,14,15,12' et 13 reste intact, la montée de pression dans la chambre 16 s'exerce sur le tiroir 34 et repousse ce dernier jusqu'S butée de la portée 40 contre le siège 41 et la montée de pression dans la chambre 16 sous l'action du mattre-piston 21 s'effectue comme avec un maitre-cylindre en assurant ainsi la montée de pression dans les cylindres de roue 12' et 13. REVENDICATIONS 1) Commande hydraulique notamment pour dispositif de freinage de véhicule automobile ayant deux circuits'distincts indépendants, commande dans laquelle un maitre-cylindre comporte une première chambre dont la pression est asservie à l'enfoncement d'un maître piston sous l'action d'une pédale de frein, cette première cham-bre faisant partie d'une première enceinte hydraulique comportant un premier circuit, ladite commande présentant en outre une deuxième chambre de pression faisant partie d'une deuxième enceinte comportant un deuxième circuit, cette deuxième chambre étant adaptée à être alimentée par une source de pression de fluide à débit permanent de type volumétrique, ladite commande comportant un plongeur dont les deux faces opposées sont exposées respectivement aux pressions des deux enceintes, ledit plongeur formant un clapet qui coopère avec un siège pour définir un passage annulaire de section variable interposé entre d'une part la deuxième enceinte et d'autre part un conduit de décharge à un réservoir, commande caractérisée en ce que le plongeur présente une titre ayant une portée périphérique annulaire conique d'application sur le siège et une partie centrale frontale entourée par la portée conique d'application et ayant une forme ogivale dont le demi-angle au sommet est légèrement supérieur au demi-angle au sommet de la portée conique. 2) Commande suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la portée conique fait un demi-angle au sommet compris entre 400 et 500 et de préférence voisin de 450 tandis que le demi-angle au sommet de l'ogive est compris entre 500 et 600 et de préférence voisin de 550. 3) Commande suivant la revendication 1 ou 2, caractérisEelen ce que l'ogive est conique 4) Commande suivant une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tete du plongeur s'étend dans une cavité qui est ménagée dans une pièce rapportée dans le corps du maître-cylindre, ladite cavité communiquant avec le réservoir, quelle que soit la position de montage de cette pièce rapportée. 5) Commande hydraulique notamment pour dispositif de freinage de véhicule automobile ayant deux circuits distincts indépendants, commande dans laquelle un maitre-cylindre comporte une première chambre dont la pression est asservie à l'enfoncement d'un maî- tre-piston sous l'action d'une pédale de frein, cette première chambre faisant partie d'une première enceinte hydraulique comportant un premier circuit, ladite commande présentant en outre une deuxième chambre de pression faisant partie d'une deuxième enceinte comportant un deuxième circuit, cette deuxième chambre étant adaptée & autre alimentée par une source de pression de fluide à débit permanent de type volumétrique, ladite commande comportant un plongeur dont les deux faces opposées sont exposées respects vement aux pressions des-deux enceintes1 ledit plongeur formant un clapet qui coopère avec un siège pour définir un passage annulaire de section variable interposé entre d'une part la deuxième enceinte et d'autre part un conduit de décharge à un réservoir, commande caractérisée en ce que le maitre-piston est disposé dans la première chambre d'une manière coaxiale avec le plongeur de manière à permettre une suppléance mécanique en cas de défaillance hydraulique dans la première enceinte, le martre-piston étant rappelé par un premier ressort et recevant une tige adaptée à entrer en contact avec le plongeur, ladite tige étant attelée au maîtrepiston par un deuxième ressort exempt de précontrainte et jouant le roule d'un simulat:sut de résistance à l'enfoncement de la pédale de frein. 6) Commande suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le mattre-piston a une forme de douille creuse dans laquelle est engagée une collerette de la tige formant un siège mobile pour le deuxième ressort. 7) Commande hydraulique notamment pour dispositif de freinage de véhicule automobile ayant deux circuits distincts indépendants, commande~dans laquelle un maître-cylindre comporte une première chambre dont la pression est asservie à l'enfoncement d'un maître piston sous l'action d'une pédale de frein, cette première chambre faisant partie d'une première enceinte hydraulique comportant un premier circuit, ladite commande présentant en filtre une deuxième chambre de pression faisant partie d'une deuxième enceinte comportant un deuxième circuit, cette deuxième chambre étant adaptée à autre alimentée par une source de pression de fluide à débit permanent de type volumétrique, ladite commande comportant un plongeur dont les deux faces opposées sont exposées respectivement aux pressions des deux enceintes, ledit plongeur formant un clapet qui coopère avec un siège pour définir un passage annulai- re de section variable interposé entre d'une part la deuxième en ceinte et d'autre part un conduit de décharge & un réservoir, com mande caractérisée en ce que le plongeur présente une têt. ayant une portée périphérique annulaire conique d'application sur le si- ge et une partie centrale frontale entoure par la portée conique d'application et ayant une forme ogivale dont le demi-angle au som- met est légèrement supérieur au demi-angle au sommet de la portie conique, et en ce que le maitre-pinton est dispos dans la premiè- re chambre d'une manière coaxiale ilvec le plongeur de manière à permettre une suppléance mécanique en cas de défaillance hydraulique dans la première enceinte, le maître-piston tant rappelé par un premier ressort et recevant une tige adaptée & entrer en contact avec le plongeur. ladite tige étant attelée au mattre-piston par un deuxième ressort exempt de précontrainte et jouant le rôle d'un @i- mulateur de résistance & l'enfoncement de la pédale de frein. 8) Commande hydraulique notamment pour dispositif de freinage de véhicule automobile ayant deux circuits distincts indépendants, commande dans laquelle un mattre-cylindre comporte une première chambre dont la pression est asservie à l'enfoncement d'un maître- piston sous l'action d'une pédale de frein, cette première chambre faisant partie d'une première enceinte hydraulique comportant un premier circuit, ladite commande présentant en outre une deuxième chambre de pression faisant partie d'une deuxième enceinte comportant un deuxième circuit, cette deuxième chambre étant adaptée à être alimentée par une source de pression de fluide à débit permanent de type volumétrique1 ladite commande comportant un plongeur dont les deux faces opposées sont exposées respectivement aux pressions des deux enceintes, ledit plongeur formant un clapet qui coopère avec un siège pour définir un passage annulaire de section variable interposé entre d'une part la deuxième enceinte et d'autre part un conduit de décharge & un réservoir, commande caracté- risée en ce que l'extrémité du plongeur exposée & la pression de la première enceinte a une section différente de celle dudit siège associé a la deuxième enceinte. 9) Commande hydraulique notamment pour dispositif de freinage de véhicule automobile ayant deux circuits distincts indépendants commande dans laquelle un mattre-cylindre comporte une première chambre dont la pression est asservie & l'enfoncement d'un maître- piston sous l'action d'une pédale de frein, cette première chambre faisant partie d'une première enceinte hydraulique comportant un premier circuit, ladite commande présentant en outre une deuxième chambre de pression faisant partie d'une deuxième enceinte compor- tant un deuxième circuit, cette deuxième chaibre étant adaptée à être alimentée par une source de pression de fluide. ladite commande comportant un plongeur dont les deux faces opposées sont ex- posées respectivement aux pressions des deux enceintes, le maîtrepiston étant disposé dans la première chambre d'une manière coaxiale avec le plongeur de manière & permettre une suppléance méca- nique en cas de défaillance hydraulique dans la première enceinte. caractérisée on ce que le maître-piston coopère d'une part on per- manence avec un parier ressort formant ressort de rappel et d' au- tre part1 en cas de défaillance de la première enceinte1 après un enfoncement du maître-piston, avec un deuxième ressort agissant entre le maître-piston et le plongeur pour introduire une résis- tance modulatrice simulant une contre pression. 10) Commande hydraulique suivant la revendication 9, caractéri- séc en ce que le deuxième ressort est interposé entre le mattre- piston et une tige venant en butée contre le plongeur, après ledit enfoncement du maître-piston, on cas de défaillance de la première enceinte. 11) commande hydraulique suivant la revendication 9 ou la reven- dication 10, caractérisée en ce que le deuxième ressort est exampt de précontrainte. 12) Commande hydraulique notamment pour dispositif de freinage de véhicule automobile ayant deux circuits distincts indépendants, commande dans laquelle un maître-cylindre comporte une première chambre dont la pression est asservie à l'enfoncement d'un maîtrepiston sous l'action t'une pédale de frein, Cette première chambre faisant partie d'une première enceinte hydraulique comportant un premier circuit, ladite commande présentant on outre une deuxième chambre de pression faisant partie d'une deuxième enceinte compor- tant un deuxième circuit1 cette deuxième chambre étant adaptée à être alimentée par une source de pression de fluide, ladite commande comportant un plongeur dont les deux faces opposées sont ex- posées respectivement aux pressions des deux enceintes, le maîtrepiston étant disposé dans la première chambre d'une manière coaxia le avec le plongeur de manière à permettre une suppléance mécani- que en cas de défaillance hydraulique dans la première enceinte, caractérisée en ce que le plongeur est gtO dans une pièce logée dans le corps du maître-cylindre.