Brevet FR2496578A1 — publié le 19820625

L'invention concerne un régulateur de freinage pour commander la pression de freinage hydraulique d'au moins un cylindre de frein de roue au moyen d'une pression de commande engendrée dans le maître- cylindre d'une installation de freinage d'un véhicule automobile et amenée à ce régulateur qui comporte des raccords pour un réservoir de fluide hydraulique sans pression, pour un accumulateur de pression et pour les cylindresdes freins des roues, un piston de commande apte à être sollicita par la pression de commande, et, suivant celui-ci, un piston obturateur creux dont l'extrémité tournée vers le piston de commande constitue, avec l'extrémité en vis-à-vis du piston de commande, une première soupape qui, dans sa position d'ouverture, libère un premier passage allant du raccord pour cylindre de frein de roue au raccord pour réservoir de fluide sans pression, et dont l'autre extré- mité, élargie, constitue, avec un logement du piston obturateur, une deuxième soupape qui, dans sa position d'ouverture, libère un deuxième passage allant du raccord pour l'accumulateur de pression au raccord pour cylindre de frein de roue, l'extrémité élargie étant précontrainte, dans le sens de la fermeture de la deuxième soupape, par un ressort de compression qui est situé après le piston obturateur et qui reçoit un appui. Un régulateur du genre précité est connu par le brevet allemand DE-PS 1 232 827. On y trouve un agencement dans lequel il y a, en plus-de l'accumulateur de pression, une autre source de fluide de pression constituée par une pompe par laquelle de l'énergie extérieure peut être envoyée, en plus ou sélectivement, aux cylindres des freins des roues. La pression de commande pour la fermeture de la première soupape (soupape de retour) et pour l'ouverture de la deuxième soupape, pour amener, aux cylindres des freins des roues, de l'énergie extérieure venant de l'accumulateur de pression, est fournie mécaniquement. Ce régulateur connu présente l'inconvénient que, dans le cas d'une marche sur accumulateur de pression, il faut, au début d'un freinage, une pression de commande plus importante pour provoquer l'ouverture de la deuxième soupape, afin d'amener de l'énergie extérieure. L'importance relative de la pression de commande résulte de l'obligation de surmonter la force de fermeture élastique, relative- ment grande, fournie par le ressort de compression de la deuxième soupape dans la condition de non-freinage. Il faut donc, dans la phase initiale d'un freinage, appliquer un effort important pour mettre le frein en action. Il en résulte, pour le conducteurl'impression d'une défaillance des freins. Dans de nombreux cas, le conducteur réagit en enfonçant davantage la pédale de frein. Il en résulte un cumul de comportements inadéquats au freinage, ce qui est ressenti comne une gêne, notamment lors des manoeuvres. La présente invention a pour objet de réaliser un régulateur du genre mentionné au début, mais permettant au conducteur de freiner de façon plus adéquate, et donc mieux dosée, grâce à une réponse plus directe de la pression de freinage en fonction de la pression de commande. Selon l'invention, ceci est obtenu par le fait qu'un appui est fourni au ressort de compression par un piston d'un cylindre réducteur d'effort qui, pour réduire l'effort de ce ressort, est d6plaçable par la pression de commande hydraulique. Il en résulte que le ressort de compression pourra être suffisamment fort pour assurer l'application au piston obturateur d'une force élastique suffisante pour assurer la fermeture de la deuxième soupape dans la condition de non-freinage, de façon à exclure toute possibilité de passage du fluide de l'accumulateur de pression aux cylindres des freins. Lors d'un freinage, la deuxième soupape peut néanmoins être ouverte, sans qu'il faille appliquer une grande pression hydraulique, car le déplacement du piston du cylindre réducteur d'effort a pour effet de réduire dans une mesure prédéterminée la force de fermeture élastique. Ainsi, lors de l'application d'une pression de commande (force à la pédale), le frein répond de manière plus directe et mieux appropriée. Lors d'un freinage, le conducteur n'a plus l'impression d'une défaillance des freins. Il en résulte qu'il n'aura plus la réaction typique consistant à enfoncer davantage la pédale de frein. Le cumul d'une caractéristique de réponse défavorable et d'un accroissement inutile de la pression de commande est alors exclu. Dans un développement avantageux de l'invention, le piston du cylindre réducteur d'effort est précontraint par un ressort qui lui est associé, et c'est contre l'effort fourni par ce dernier ressort que s'effectue le déplacement du piston de ce cylindre réducteur d'effort. Dans cette forme de réalisation, la force élastique de fermeture dans la condition de non-freinage est déterminée par la somme des deux ressorts tandis que, dans la condition de freinage, le ressort associé au piston du cylindre réducteur d'effort devient inopérant du fait du déplacement de ce piston, ce qui entraîne un soulagement supplémentaire du ressort de compression. La réduction, de valeur quelconque, de la force de fermeture élastique a lieu de façon que l'impératif d'étanchéité du piston obturateur soit satisfait aussi bien en l'absence de freinage que lors d'un freinage. La satisfaction de cet impératif d'étanchéité, accom- pagnée d'un meilleur comportement du régulateur en fonctionnement, est encore améliorée si, selon l'invention, le diamètre du bord d'étanchéité de la deuxième soupape est plus grand que le diamètre du bord d'étanchéité de la première soupape qui est celle du retour au réser- voir de fluide sans pression. Le diamètre du bord d'étanchéité de la deuxième soupape peut notamment être d'environ dix pour cent supérieur à celui de la première soupape. On obtient ainsi, pour une pression de freinage croissante, un accroissement de la force de fermeture de la première soupape, accroissement qui,-avec le ressort de compression (soulagé) assure l'étanchéité. Dans la condition d'ouverture (accumu- lateur de pression relié au cylindre de frein de roue), la force avec laquelle le bord d'étanchéité de la première soupape est pressé est accrue, tandis que, dans la condition de fermeture (accumulateur sépare du cylindre de frein de roue), c'est la force avec laquelle le bord d'étanchéité de la deuxième soupape est pressé qui est accrue. De façon avantageuse, la position du piston obturateur sur la direction axiale du régulateur est non plus hydrauliquement indifférente, mais stable. Comme la force agissant sur le piston obturateur, dans le sens de la fermeture, croit avec la pression de freinage, on arrive à une hystérésis croissante entre montée et descente en pression. Dans une autre forme de réalisation préférée, l'invention prévoit que le piston du cylindre réducteur d'effort, situé en aligne- ment coaxial par rapport au piston obturateur, présente un poussoir de guidage central qui, par un guide solidaire du boîtier, pénètre dans une douille de butée, laquelle fournit un appui à l'extrémité du ressort de compression tournée vers le cylindre réducteur d'effort. Le guide solidaire du boîtier peut notamment présenter une butée axiale pour le ressort de compression dont l'effort est réduit. Déplaçable axialement, le poussoir de guidage du piston est avantageusement guidé, avec étanchéité hydraulique, dans le guide soli- daire du boîtier, ce poussoir comportant une zone médiane à diamètre réduit portant un joint d'étanchéité. Dans un développement avantageux de l'invention, le cylindre réducteur d'effort, adaptable avec étanchéité hydraulique au boîtier du régulateur, est réalisé sous la forme d'un module et une conduite hydraulique intégrée au boîtier du régulateur est prévue pour le déplacement du piston du cylindre réducteur d'effort, cette conduite comportant une portion qui est un alésage longitudinal aménagé parallè- lement au piston de commande et au piston obturateur et qui est apte à être reliée au cylindre réducteur d'effort, et une portion forée radialement, laquelle est en communication avec la face commandée du piston de commande pouvant être sollicitée par la pression de commande. Ainsi, des installations préexistantes peuvent très simplement recevoir ce complément d'équipement. Le régulateur peut comporter, comme piston de commande, un piston étagé à combinaison raccordé à une conduite de retour d'un frein hydrodynamique (ralentisseur). Le piston de commande à combinaison peut en outre être raccordé à une conduite de mise à l'évent. 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 I représente un régulateur selon l'invention; - la figure 2 est.un diagramme montrant la caractéristique de pression de freinage lors d'un actionnement normal des freins, dans le cas d'un régulateur connu, et - la figure 3 est un diagramme montrant, à titre de comparaison, la caractéristique de pression de freinage d'un régulateur selon l'invention. Sur la figure 1,est représenté un régulateur de freinage 1 avec un cylindre réducteur d'effort 12. Le régulateur proprement dit I comporte un corps ou bottier 2 avec un raccord 17 allant à un organe utilisateur qui est, par exemple, un cylindre de frein de roue, et avec un raccord extérieur 19 allant à un accumulateur de pression, ainsi qu'avec un autre raccord 18 pour le retour au réservoir de fluide sans pression et un raccord 16 pour amener la pression de commande qui est engendrée, par exemple, par la force d'une pédale, dans le maître-cylindre d'une installation de freinage d'un véhicule automobile. Sont en outre prévus: un raccord 21 pour un dispositif de mesure de pression, un raccord 22 pour un dispositif de contrôle, ainsi qu'un raccord extérieur 20 qui, par exemple, est relié à une conduite de retour d'un frein hydrodynamique (ralentisseur) ou bien à une conduite de mise à l'évent. Les raccords indiqués en dernier ne concernent pas l'essentiel de l'invention et n'ont donc pas à être décrits plus en détail. Le bottier 2 de la vanne régulatrice de pression possède un alésage longitudinal traversant 15 qui est étagé et dans lequel sont logées, sans pouvoir y coulisser, des douilles 7, 8 et 9. Dans la première douille, à savoir la douille 7 pour le piston de commande, glisse un piston de commande 3 qui, dans cet exemple, est un piston de commande étagé à combinaison et peut être relié à une conduite de retour d'un frein hydrodynamique. Dans la deuxième douille, à savoir la douille-logement 8, glisse un piston obturateur 4, tandis que la troisième douille constitue un guide 9, solidaire du bottier, pour le cylindre réducteur d'effort 12. Côté entrée, c'est-à-dire dans la région du raccord de la conduite pour la pression de commande, l'alésage longitudinal 15 est fermé, avec étanchéité hydraulique, par un bouchon vissé 14. Le piston de commande 3 présente un ressort de compression intérieur 27 qui est appliqué contre la douille 7 pour le piston de commande 3 et qui soumet ce dernier à une précontrainte contre le bouchon 14. Le piston de commande 3 présente, tournée vers le piston obturateur 4 qui est creux, une ouverture qui est en forme de coiffe, dont le bord présente des fentes d'étranglement et qui, en sa face frontale intérieure, est garnie d'une plaquette 28, laquelle est par exemple en "Vulkollan" (marque de fabrique). Les fentes se terminent au bord antérieur de la plaquette 28, ou immédiatement avant. L'ouverture en forme de coiffe ou godet constitue, avec la face frontale extrême de droite du piston obturateur creux 4, une première soupape 5. Il y a une deuxième soupape 6 entre la surface frontale de la douillelogement 8 et l'extrémité conique gauche du piston obturateur 4. Contre cette extrémité coniqueprend appui un ressort de compression 10 dont l'autre extrémité est appliquée contre une douille de butée 24, laquelle peut elle-même venir s'appliquer contre une butée axiale 25 du guide 9 solidaire du bottier. La douille de butée 24 présente un alésage médian, ayant la forme d'un trou borgne, dans lequel peut s'engager un poussoir de guidage 23 appartenant au piston Il du cylindre réducteur d'effort 12. Le piston Il de ce cylindre 12 possède, côté arrière, un alésage dans lequel est reçu un ressort 13 qui, de son côté, prend appui contre la paroi externe (à gauche sur le dessin) du cylindre réducteur d'effort 12. Le poussoir central de guidage 23, formé d'un seul tenant avec le piston Il du cylindre réducteur d'effort, présente une zone médiane 26 de faible diamètre, munie d'un joint d'étanchéité, grâce à quoi le poussoir de guidage est guidé de manière sûre et avec étanchéité hydraulique dans le guide 9 solidaire du boîtier. L'agencement est tel que, dans la condition de non-freinage (pas de pression de commande appliquée au raccord 16), le piston de commande 3 se trouve, sous l'effet de la force du ressort 27, en butée contre le bouchon 14, tandis que la force de précontrainte du ressort 13 ainsi que du ressort 10 maintient la deuxième soupape 6 fermée par une force de fermeture élastique définie, et qu'ainsi le piston Il du cylindre réducteur d'effort prend la position (médiane) représentée sur le dessin. L'extrémité antérieure du poussoir de guidage 23 est alors en butée contre le fond de l'alésage de la douille de butée 24. Dans cette condition initiale (sans freinage), la première soupape 5 se trouve à sa position d'ouverture, de sorte qu'un passage, allant du raccord 17 pour cylindre de roue au raccord 18 du retour au réservoir de fluide sans pression (non représenté), via l'alésage longitudinal du piston obturateur 4, est libéré. Le diamètre du bord d'étanchéité de la deuxième soupape, laquelle obture normalement, dans la condition de non-freinage, un trajet de communication allant du raccord 19 pour accumulateur de pression au raccord 17 pour cylindre de roue et libère ce trajet lors d'un actionnement des freins, est, dans cet exemple de réalisation, plus grand que le diamètre du bord d'étanchéité de la première soupape entre le raccord 17 pour cylindre de frein et le raccord pour le réservoir de fluide sans pression. En particulier, le diamètre du bord d'étanchéité de la deuxième soupape 6 est de douze millimètres, tandis que celui de la première soupape 5 est de onze millimètres. Dans cet exemple de réalisation particulier, le montage adopté est tel que, dans la condi- tion de non-freinage, la force de précontrainte des ressorts 13 et 10 engendre une force de fermeture élastique de la deuxième soupape 6 d'environ 162 N (16,5 kgf), tandis que, lorsque le ressort de compression 10 est tout juste soulagé, c'est-à-dire lorsque la douille de butée 24 est appliquée contre la butée axiale 25 appartenant au guide 9 solidaire du boîtier, c'est une force de fermeture réduite, valant environ 19,6 N (2 kgf), qui est engendrée. Le cylindre réducteur d'effort 12 est relié, par une conduite hydraulique 30,sous la forme d'un alésage longitudinal dans le boîtier 2, et par un trou radial 29, au côté 31 par lequel le piston de commande 3 est sollicité, côté o est également prévu le raccord 16 pour la pression de commande PA Le fonctionnement du régulateur de freinage 1 est le suivant. S'il s'agit de commencer un freinage, une pression de commande PAest établie au moyen de la pédale et du maître-cylindre et cette pression agit simultanément sur le piston de commande (différen- tiel) 3 et sur le piston Il du cylindre réducteur d'effort 12. Dans ce cylindre 12, la pression de commande, présente sur la surface annulaire A du piston 14 engendre notamment un accroissement de force hydraulique dirigé dans le sens inverse de la force du ressort (environ 142 N [14,5 kgf] pour A - environ 19,4 cm2, dans cet exemple). Cette force hydraulique croissant linéairement avec la pression de commande P a pour effet que la force du ressort agissant sur le piston 11, dans le sens de la fermeture, est supprimée par décroissance linéaire (cette suppression ayant lieu pour PA m environ 0,74 bar, dans cet exemple particulier). Si la pression de commande croît encore, le piston Il se déplace alors vers la gauche (en considérant la figure 1), avec la douille de butée 24. Ainsi, il n'y a plus alors que le ressort de- compression 10 (force d'environ 19,6 N) à agir sur le piston obturateur 4 dans le sens de la fermeture de la deuxième soupape. En même temps, la montée de la pression de commande a pour effet que le piston de commande (différentiel) 3 est déplacé par une force hydraulique (environ 25 N dans le présent exemple), contre la force du ressort de compression intérieur 27, vers la gauche en considérant la figure 1, et vient au contact du bord d'étanchéité de la première soupape du piston obturateur 4. La communication entre le raccord 17 de liaison au cylindre de frein de roue et le raccord 18 pour le retour est alors fermée. S'il y a encore un accroissement de la pression de commande PA (à environ deux à trois bars dans cet exemple), la deuxième soupape 6 du piston obturateur 4 est ouverte contre la force du ressort de compres- sion 10 et contre les forces opposées par le frottement. La communication entre l'accumulateur de pression et le raccord à l'organe utilisateur (cylindre de frein de roue) est alors ouverte le long du bord d'étan- chéité de la deuxième soupape 6. Si la pression de commande PA continue à croître, du fluide s'écoule de l'accumulateur de pression au cylindre de frein de roue, jusqu'à ce que le triple de la valeur de la pression de commande soit sensiblement atteint. Le fait que le diamètre du bord d'étanchéité de la deuxième soupape 6 soit plus grand que le diamètre du bord d'étanchéité de la première soupape assure que l'étanchéité du régulateur subsistera dans chaque cas, même dans la condition de freinage. Dans la condition d'ouverture de la deuxième soupape 6, la force d'appui du bord d'étanchéité de la première soupape est accrue, tandis que, dans la condition de fermeture de la deuxième soupape (accumulateur de pression séparé du raccord allant au cylindre de frein de roue), la force d'appui de cette deuxième soupape 6 est accrue. C'est donc une force croissant en même temps que la pression de freinage qui agit sur le piston obturateur 4, dans le sens de la fermeture (vers la droite sur la figure 1). A la fin du freinage, cette fin correspondant à une annulation de la pression de commande, la force de fermeture sur le piston obturateur 4 se réduit à zdro. En même temps, la force de fermeture de la deuxième soupape, issue du ressort 13, croît de nouveau (à partir de PA - 0,85 bar dans cet exemple), pour atteindre une valeur qui, dans cet exemple, est de l'ordre de 162 N. Sur les figures 2 et 3,sont représentés deux diagrammes comparables illustrant les caractéristiques de pression de freinage lors d'un actionnement des freins normal. La figure 2 correspond à un régulateur selon l'état de la technique, tandis que le diagramme selon la figure 3 correspond à un régulateur selon l'invention, avec cylindre réducteur d'effort. Une comparaison de ces deux diagrammes montre que, dans le cas d'un agencement selon l'invention, il y a une réponse plus directe de la pression de freinage à la pression de commande (force à la pédale), d'o il résulte la possibilité d'un freinage plus adapté et plus dosé, au.moins dans la région des faibles valeurs de la pression de commande. Il s'avère qu'avec l'invention, un organe consommateur (cylindre de frein de roue) peut être rempli dès qu'il y a une pression de commande PA de deux à trois bars. Bien entendu, l'exemple de réalisation décrit n'est nullement limitatif de l'invention. REVENDICATIONS 1. Régulateur de freinage pour commander la pression de freinage hydraulique d'au moins un cylindre de frein de roue au moyen d'une pression de commande engendrée dans le maître-cylindre d'une installation de freinage d'un véhicule automobile et amenée à ce régulateur qui comporte des raccords pour un réservoir de fluide hydraulique sans pression, pour un accumulateur de pression et pour les cylindresdes freins des roues, un piston de commande apte à être sollicité par la pression de commande, et, suivant celui-ci, un piston obturateur creux dont l'extrémité tournée vers le piston de commande constitue, avec l'extrémité en vis-à-vis du piston de commande, une première soupape qui, dans sa position d'ouverture, libère un premier passage allant du raccord pour cylindre de frein de roue au raccord pour réservoir de fluide sans pression, et dont l'autre extrémité, élargie, constitue, avec un logement du piston obturateur, une deuxième soupape qui, dans sa position d'ouverture, libère un deuxième passage allant du raccord pour l'accumulateur de pression au raccord pour cylindre de frein de roue, l'extrémité élargie étant précontrainte, dans le sens de la fermeture de la deuxième soupape, par.un ressort de compression qui est situé après le piston obturateur et qui reçoit un appui, ce régulateur étant caractérisé en ce qu'un appui est fourni au ressort de compression (10) par un piston (11) d'un cylindre réducteur d'effort (12) qui, pour réduire l'effort du ressort de compression (10), est déplaçable par la pression de commande hydrau- lique (p&A) 2. Régulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston,(11) du cylindre réducteur d'effort (12) est précontraint par un ressort (13) qui lui est associé, et en ce que c'est contre l'effort fourni par ce dernier ressort (13) que s'effectue le déplace- ment du piston (11) du cylindre réducteur d'effort (12). 3. Régulateur selon l'une des revendications 1 ou 2, caracté- risé en ce que le diamètre du bord d'étanchéité de la deuxième soupape (6) est plus grand que le diamètre du bord d'étanchéité de la première soupape (5). 4. Régulateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le diamètre du bord d'étanchéité de la deuxième soupape (6) est d'environ dix pour cent plus grand que le diamètre du bord d'étanchéité de la première soupape (5). 5. Régulateur selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que le piston (11) du cylindre réducteur d'effort(12), situé en alignement coaxial par rapport au piston obturateur (4), présente un poussoir de guidage central (23) qui, par un guide (9) solidaire du boîtier, pénètre dans une douille de butée (24), laquelle fournit un appui à l'extrémité du ressort de compression (10) tournée vers le cylindre réducteur d'effort (12). 6. Régulateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le guide (9) solidaire du boîtier présente une butée axiale (25) pour la mise en butée de la douille de butée (24) lors du soulagement du ressort de compression (10). 7. Régulateur selon l'une des revendications 5 ou 6, caracté- risé en ce que le poussoir (23), mobile axialement, du piston (11) est guidé avec étanchéité hydraulique dans le guide (9) solidaire du boîtier, ce poussoir (23) comportant une zone médiane (26) à diamètre réduit portant un joint d'étanchéité. 8. Régulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le cylindre réducteur d'effort (12), adaptable avec étanchéité hydraulique au bottier (2) du régulateur, est réalisé sous la forme d'un module, en ce qu'une conduite hydraulique (30) intAgree au boîtier (2) du régulateur est prévue pour le déplacement du piston (11) du cylindre réducteur d'effort, cette conduite comportant une portion qui est un alésage longitudinal aménagé parallèlement au piston de commande (3) et au piston obturateur (4) et qui est apte à être reliée au cylindre réducteur d'effort (12), et une portion forge radialement, laquelle est en communication avec la face commande (31) du piston de commande (3) pouvant être sollicitée par la pression de commande PA. 9. Régulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le piston de commande (3) est prévu en tant que piston de commande étagé à combinaison raccordé à une conduite de retour (20) d'un frein hydrodynamique.