Brevet FR2484346A1 — publié le 19811218

La présente invention concerne un dispositif de commande de la pression de freinage sensible à la décélération, pour installation de freinage hydraulique d'un véhicule automobile, dans lequel est prévu un piston étagé, chargé par ressort et dont la petite surface active est tournée vers une chambre d'entrée reliée à un émetteur de pression de freinage, tandis que la grande surface active de ce piston étagé est tournée vers une chambre de sortie reliée à au moins un cylindre de frein de roue, lesdites chambres d'entrée et de sortie étant reliées par un canal pourvu d'un clapet constitué par un organe obturateur, notam- ment par une bille, qui est mobile en. fonction de la décélération et qui est agencé dans la chambre d'entrée, et par un siège sur l'extrémité du piston étagé tournée vers cet organe obturateur, dispositif dans lequel sont également prévus une butée, pour arrêter l'organe obturateur et pour garantir, dans la position de repos du piston étagé, une distance minimale entre l'organe obturateur et le siège, et un manchon entourant l'extrémité que le piston étagé comporte caté entrée. Dans un dispositif connu de ce genre (demande de brevet - allemand DE-AS 22 13 496), le manchon et la butée pour l'organe obtu- rateur sont agencés fixes dans le corps ou carter. Lorsque la pression d'entrée croit progressivement, le piston étagé se déplace, contre la force de son ressort, vers la chambre d'entrée, cela du fait de ses surfaces actives différentes. Pour une pression donnée, dite pression d'intervention, la distance minimale est franchie et le clapet peut alors se fermer en fonction du mouvement dépendant de l'accélération que son organe obturateur accomplit. Lorsque le clapet est fermé, la deuxième branche de la courbe caractéristique du dispositif présente une pente moindre que la première branche correspondant à la condition d'ouverture du clapet. Un contre-appui solidaire du corps ou carter est prévu du côté de l'organe obturateur non en regard de la butée. La dis- tance entre ce contre-appui et la butée est d'environ deux fois la longueur axiale de l'organe obturateur. Avec une telle construction, la pression d'intervention et les pentes des branches de la courbe caractéristique dépendent l'une de l'autre. Cela compromet l'optimisation du dispositif de commande de la pression de freinage. Si, à la suite d'un mauvais fonctionnement, l'organe obturateur reste contre le contre-appui, le clapet n'a aucun effet, de sorte que le dispositif est globalement inopérant et que, s'il s'agit de la marche des freins des roues arrière, le risque de blocage est notablement accru. La présente invention a pour objet de parvenir à un dispositif du genre mentionné au début, mais dans lequel il sera possible, sans complication notable, de fixer indépendamment l'une de l'autre la pression d'intervention et les pentes des branches de la courbe carac- téristique. Selon l'invention, ceci est obtenu par le fait que la butée est portée par le manchon, lequel est apte à accomplirsous l'effet de la pression d'entrée et contre la force d'un ressort, une course excé- dant la distance minimale entre l'organe obturateur et le siège. Avec une telle construction, le rapport des surfaces actives du piston étagé peut être choisi exclusivement en fonction des pentes désirées pour les branches de la courbe caractéristique du dispositif. La pression d'intervention est déterminée-non seulement par le dépla- cement du piston étagé mais aussi, en plus, par le déplacement opposé du manchon. Par suite, cette pression d'intervention peut être choisie librement par la valeur que l'on donne à la surface active du manchon ou aux paramètres du ressort chargeant ce manchon. Cette construction n'exige pratiquement aucune complication supplémentaire, car la mobilité du manchon exige tout au plus un joint d'étanchéité supplémentaire, et l'on peut même renoncer à un ressort qui soit propre au manchon si, selon une forme de réalisation préférée, ce manchon est déplaçable contre la force du ressort associé au piston étagé. Dans un développement de l'invention, la distance du contre- appui à la butée correspond sensiblement à la longueur de l'organe obturateur, et le contre-appui peut accomplir une course de déplacement contre la force d'un faible ressort. Ainsi, en cas de coincement de l'organe obturateur, par exemple si la fermeture normale de ce dernier est empêchée du fait de conditions d'écoulement défavorables ou d'un excès de viscosité du fluide hydraulique, on est assuré que le clapet fermera pour une pression atteinte lorsque le piston étagé a parcouru à peu près ladite distance minimale et rencontre l'organe obturateur. Cette pression peut être choisie de façon à etre assuré qu'au-dessus d'une pression fixée à l'avance, la pression de sortie croîtra dans tous les cas plus lentement que la pression d'entrée. Le fait que le contre- appui puisse accomplir une course de déplacement a pour effet que le mouvement du piston étagé en direction de la chambre d'entrée ne sera pas compromis, par exemple à la fin du freinage, lorsqu'une détente a lieu coté sortie. Afin que, lors de la réduction de la pression d'entrée, 2 48 4346 le clapet puisse ouvrir dans tous les cas, il faut prévoir, pour la course de déplacement, un trajet de grandeur telle que l'organe obtu- rateur puisse encore se décoller du siège lorsque le piston étagé s'est déplacé au maximum en direction de la chambre d'entrée. Il est en outre avantageux que, dans la position de repos du manchon, le contre-appui presse l'organe obturateur contre la butée et prenne alors une position proche de sa propre position extrême. Cela signifie que, dans le cas normal, l'organe obturateur est pressé élas- tiquement, et par conséquent sans secousse, contre la butée. Si le manchon se déplace sous l'influence de la pression d'entrée, l'organe obturateur peut accomplir la fonction clapet sans qu'il y ait influence du faible ressort du contre-appui, puisque ce dernier prend rapidement sa position extrgme. Le contre-appui peut notamment être constitué par une plaque qui sépare la chambre d'entrée du raccord correspondant et présente au moins un trou dirigé sur l'organe obturateur. Le fluide qui, en cas d'augmentation de pression, pénètre dans la chambre d'entrée par le trou, peut exercer une force sur l'organe obturateur. La grandeur, le nombre et l'agencement du ou des trous sont choisis de façon à obtenir dans la chambre d'entrée des conditions d'écoulement relativement neutres ou des conditions d'écoulement favorisant le mouvement de la bille. L'influence du jet de fluide hydraulique est d'autant plus faible que l'organe obturateur se déplace plus loin du contre-appui. Il n'y a donc pratiquement plus aucune influence lorsqu'il exerce sa fonction de clapet proprement dite; Il est en outre avantageux que la course du piston étagé soit limitée en direction de la chambre d'entrée. Par exemple, la course du piston étagé peut être limitée par butée contre le manchon. Cette butée définit le déplacement maximal possible du piston étagé en direction de la chambre d'entrée. Par suite, la course de déplacement que le contre-appui doit avoir est, elle aussi, exactement définie. On obtient par conséquent un dispositif fiable et axialement peu encombrant. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints o: - la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'une première forme de réalisation de l'invention; - la figure 2 représente une vue partielle en coupe longitudinale d'une deuxième forme de réalisation, et la figure 3 est un diagramme représentant les variations de la pression de sortie Pa en fonction de la pression d'entrée Pe. La figure I représente un dispositif de commande de pression de freinage, sensible à la décélération. Ce dispositif présente un corps ou carter 1 dont l'intérieur est fermé, c8té entrée, par une vis 2 avec interposition d'un joint d'étanchéité 3. Un raccord d'entrée 4 est relié à un émetteur de pression, notamment à un maître-cylindre d'une instal- lation de freinage. Une pression d'entrée Pe est appliquée à ce raccord d'entrée 4. A l'extrémité opposée du corps, il est prévu un raccord de sortie 5 qui est relié à un circuit de freins, par exemple, aux cylindres des freins des roues de l'essieu arrière d'un véhicule. La pression de sortie Pa est fournie à ce raccord de sortie. Par l'intermédiaire d'une antichambre 6, le raccord d'entrée 4 communique avec une chambre d'entrée 7. Cette dernière est reliée, par l'intermédiaire d'un clapet 8 et d'un canal passant dans un piston étagé 9, à une chambre de sortie Il d'o part le raccord 5. Le clapet est constitué par une pièce obturatrice 12, réalisée sous la forme d'une bille agencée dans la chambre d'entrée 7, et par un siège 13 situé à l'extrémité que le piston étagé 9 comporte c6té entrée. Par sa portion 14 à plus grande surface active AI, le piston étagé 9 est guidé, avec interposition d'un joint d'étanchéité 15, dans un alésage 16 du corps. Sa portion 17 à petite surface active A2 est guidée, avec interposition d'un joint d'étanchéité 18, dans un manchon 19 qui est lui-même guidé, avec interposition d'un joint - d'étanchéité 20, dans un alésage 21 du corps dont la surface totale est A3. Un ressort 22 presse le manchon 19, en condition de repos, contre une butée 23 formée par un anneau élastique d'arrêt et charge en même temps le piston étagé 9, cela par l'intermédiaire d'un épau- lement 25, et avec interposition d'un anneau d'appui 24. Le ressort 22 se trouve dans une chambre 26 qui est en communication avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'un dispositif d'étanchéité 27. En son extrémité côté entrée, le manchon porte une butée 28 contre laquelle, dans la position normale, l'organe obturateur 12 est pressé par un contre-appui 29 sous l'influence d'un faible ressort 30. Ce contre-appui est constitué d'une plaque dont une première position extrême est déterminée par une butée 31 et dont l'autre position extrême est déterminée par une surface 32. Des trous 33 sont aménagés dans cette plaque pour relier l'antichambre 6 à la chambre d'entrée 7. La référence A4 désigne la section d'ouverture du siège 13 du clapet. La butée 28 maintient normalement l'organe obturateur 12 à une distance minimale s1 du siège 13. Le manchon peut parcourir une course ou distance s2 jusqu'à venir en butée contre un épaulement 34 du corps. Cette course s2 doit être supérieure à la course minimale s1. La course de déplacement s3 du contre-appui 29 est choisie de façon que l'organe obturateur 12 puisse encore se décoller du siège 13 lorsque le piston étagé 9 a pris, vers la droite, sa position extrême qui est donnée par les paramètres de construction et par la valeur maximale de la pression d'entrée Pen Sur la figure 2,est représenté un piston étagé 109 qui, pour la fixation de cette position extrême, présente un gradin supplémentaire avec épaulement 35 apte à venir en butée contre la face 36 du manchon 19. Cela se produit lorsque ce manchon est lui-même au contact de l'épau- lement 34 du corps. La course de translation s4 du piston étagé 109 ainsi définie doit donc être inférieure à s1 + s3, afin que le clapet 8 puisse encore ouvrir, même en position extrême. Un tel dispositif de commande de la pression de frein est monté dans un véhicule automobile de façon que l'extrémité "entrée" soit plus basse que l'extrémité "sortie". En règle générale, le circuit des freins des roues arrière passe par le dispositif de commande, tandis que les circuits pour les freins des roues avant sont alimentés directement par la pression du maître-cylindre. Cela s'exprime sur le diagramme de la figure 3 sur lequel la pression des freins des roues avant correspond aux abscisses, tandis que la pression des freins des roues arrière correspond aux ordonnées. Un tel dispositif opère auto- matiquement en fonction de la charge du véhicule puisque, si la charge est plus forte, une décélération donnée n'intervient que pour une pression accrue, de sorte que la pression d'intervention est relevée automatiquement. Le fonctionnement est décrit ci-après en se référant à la figure 3. La courbe idéale (courbe théorique) B se rapporte à un véhi- cule vide. La courbe idéale C concerne un véhicule chargé. En marche normale, le trajet suivi par le point représentatif sur le diagramme est le suivant: lorsque la pression d'entrée Pe croît, la pression de sortie Pa parcourt la première branche Di de la caractéristique la plus raide D. Jusqu'à la pression d'intervention Pl. le clapet ne peut pas se fermer puisque l'organe obturateur 12 est maintenu-à distance du D - 2484346 siège 13 par la butée 28. Toutefois, pour la pression P1, la sur- face (A3 - A2) du manchon 19 tournée vers la chambre d'entrée 7 est soumise à une force telle que ce manchon s'est déplacé vers la gauche (en comprimant le ressort 22) d'une partie de la course s2 telle que l'organe obturateur 12 puisse venir en prise avec le siège 13. Il dépend de la charge et de la décélération instantanée du véhicule que cela se produise au-delà de la pression d'intervention Pl. Si le véhi- cule est vide, le clapet 8 peut, par exemple, se fermer dès la pression P1, de sorte que c'est alors la portion de courbe hori- zontale E1 qui est suivie, la pression de sortie restant alors cons- tante tandis que la pression d'entrée croît, jusqu'à ce que soit atteintela droite F dont la pente est égale au rapport des sur- faces (A2 - A4)ICAî - A4). C'est la branche F1 qui est parcourue sur cette ligne lorsque la pression d'entrée Pe croît. Par contre, si le véhicule est chargé, le clapet 8 ne se ferme que pour une pression d'entrée Pe plus élevée, de sorte que le point représentatif parcourt sur le diagramme les portions en trait mixte D2 et E2 jusqu'à la branche F1. Le comportement du dispositif dans le cas d'un mauvais fonc- tionnement est représenté en tiret sur la figure 3. La zone de travail effective ne peut pas déborder des lignes en tiret. Si, par exemple à la suite d'une secousse, l'organe obturateur 12 suit immédiatement la butée 28, indépendamment d'une décélération, c'est la portion G proche de la portion E1 qui est suivie après la branche DI. Si l'organe obtu- rateur ne quitte pas sa position de repos sous l'influence des forces de décélération, le piston étagé 9 se déplace alors vers la droite, jusqu'à ce que le clapet 8 se ferme, ce qui s'effectue après franchis- sement de la distance minimale s1, pour la pression P2, et dépend du rapport A1/A2 des surfaces et dépend aussi du ressort 22. Dès que le clapet est fermé, une force dirigée vers la gauche agit sur l'organe obturateur 12 et déplace le piston étagé 9 vers la gauche. En même temps, le ressort 22 est détendu. Cela donne la portion H en tiret. Si la pression d'entrée croît, l'obturateur 12 vient au contact de la butée 28; le clapet 8 reste toutefois fermé jusqu'à ce que la pression d'entrée ait atteint une valeur telle que l'égalité Pe * (A2 - A4) = Pa. (A1 - A4) soit satisfaite, la portion horizontale I étant alors parcourue (jusqu'à ce que ladite égalité soit satisfaite). Dès que la droite F est atteinte, le dispositif opère de la façon habituelle le long de cette droite. On est ainsi assure que, même en cas de fonctionnement défectueux de l'organe obturateur, le changement de pente désiré, c'est- à-dire le passage à un rapport "pression d'entrée/pression de sortie" plus petit, sera réalisé et que l'on évitera ainsi un blocage des roues arrière. Le trou central 33 dans le contre-appui plat 29 a pour effet que le fluide amené exerce sur l'obturateur 12 une force supplémentaire, de sorte qu'il n'y aura que très rarement un fonctionnement de secours dans lequel ce sont les portions H et I qui sont parcourues. Bien entendu, l'exemple de réalisation décrit n'est-nullement limitatif de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande de la pression de freinage sensible à la décélération, pour installation de freinage hydraulique d'un véhi- cule automobile, dans lequel est prévu un piston étagé,chargé par ressort et dont la petite surface active est tournée vers une chambre d'entrée reliée à un émetteur de pression de freinage, tandis que la grande surface active de ce piston étagé est tournée vers une chambre de sortie reliée à au moins un cylindre de frein de roue, lesdites chambres d'entrée et de sortie étant reliées par un canal pourvu d'un clapet constitué par un organe obturateur, notamment une bille, qui est mobile en fonction de la décélération et qui est agencé dans la chambre d'entrée, et par un siège sur l'extrémité du piston étagé tournée-vers cet organe obturateur, dispositif dans lequel sont également prévus une butée pour arrêter l'organe obturateur et pour garantir, dans la posi- tion de repos du piston étagé, une distance minimale entre l'organe obturateur et le siège, et un manchon à l'extrémité que le piston étagé comporte côté entrée, ce dispositif étant caractérisé en ce que la butée (28) est portée par le manchon (19), lequel est apte à accomplir, sous l'effet de la pression d'entrée (Pe) et contre la force d'un ressort (22), une course (52) excédant l'intervalle minimal (sj) entre l'organe obturateur (12) et le siège (13). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (19) est déplaçable contre la force du ressort (22) associé au piston étagé. 3. Dispositif selon l'une des revendications I ou 2, dans lequel un contre-appui est prévu pour celui des côtés de l'organe *obturateur qui n'est p7as en regard de la butée, caractérisé en ce que la distance du contre-appui (29) à la butée (28) correspond sensiblement à la longueur de l'organe obturateur (12) et en ce que le contre-appui est apte à accomplir une course de déplacement (s3) contre la force d'un ressort faible (30). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que, lorsque le manchon (19) est en position de repos, le contre-appui (29) presse l'organe obturateur (12) contre la butée (28) et prend alors une position proche de sa propre position extrême. 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caracté- risé en ce que le contre-appui (29) est constitué par une plaque qui sépare la chambre d'entrée (7) du raccord associé (4) et présente au moins un trou (33) dirigé sur l'organe obturateur (12). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la course du piston étagé (109) est limitée en direction de la chambre d'entrée (7). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la course du piston étagé (109) est limitée par butée contre le manchon (19).