Brevet FR2490170A1 — publié le 19820319

L'invention concerne une installation de freinage hydraulique avec amplification à source de pression auxiliaire, notamment pour véhicules automobiles munis de moyens de régulation du glissement de freinage, cette installation comportant un dispositif de sécurité qui est agencé entre un maître-cylindre et plusieurs cylindres de roues et qui comporte un piston d'actionnement et un dispositif de vannes, ce dispositif de sécurité transmettant aux cylindres des roues, en cas de défaillance de la pression auxiliaire, une pression établie dans le maître-cylindre par une force appliquée à la pédale de frein. Une telle installation de freinage pour véhicule automobile est connue par la demande de brevet allemand DE-OS 22 02 998. L'instal- lation connue présente, pour l'essentiel, un maître-cylindre, un ampli- ficateur de force de freinage et un cylindre d'actionnement. Entre une source de-pression, l'amplificateur de force de freinage et le retour sans pressionsont montées deux vannes qui adaptent la pression régnant dans l'amplificateur de force de freinage aux conditions de mouvement instantanées des roues. L'une de ces vannes, réalisée en vanne à plusieurs voies, crée une communication avec un cylindre d'actionnement. La pression de l'amplificateur parvient, via cette vanne à plusieurs voies, dans une chambre annulaire du cylindre d'actionnement et déplace un piston d'actionnement en fonction de la pression appliquée. La pression ainsi établie dans le cylindre d'actionnement est envoyée aux freins. Un autre raccord du cylindre d'actionnement est relié au maître-cylindre. Si l'alimentation de pression auxiliaire est fonctionnellement en état, l'installation opère de façon qu'une pression de freinage proportionnelle à la pression appliquée soit établie dans le cylindre d'actionnement. Dans cette condition, la pression du maître-cylindre est inopérante puisqu'il suffit d'un faible déplacement du piston d'action- nement pour qu'une vanne correspondante dans le cylindre d'actionnement soit fermée. Si la pression auxiliaire est défaillante, le piston d'actionnement reste alors à sa position de repos dans laquelle cette vanne est ouverte. La pression établie dans le mattre-cylindre parvient alors aux freins via la vanne ouverte. Un inconvénient de l'agencement décrit réside dans le fait qu'il faut prévoir un cylindre d'actionnement pour chaque roue régulée et que la consommation d'énergie auxiliaire est relativement grande. Par le brevet français n0 75 27704 (2 284 488) déposé le 10 Septembre 1975, intitulé: "Système de freinage comportant un dispositif antiblocage", on connaît en outre une installation de freinage avec régulation antiblocage, dans laquelle, lors d'un fonction- nement sans défaillance, la pression dans le ou les cylindres fie roues est établie via un joint d'étanchéité à lèvre souple que comporte un maître-cylindre. Ce joint d'étanchéité opère en clapet antiretour dans la mesure o la résistance qu'il offre au passage du fluide, dans une direction d'écoulement allant d'un amplificateur hydraulique associe au maitre-cylindre vers les cylindres des roues,est faible. En outre, - ce joint assure une fermeture rapide du circuit de frein relié au maîtrecylindre, dès qu'une inversion d'écoulement risque de se produire, par exemple du fait d'une défaillance de la fourniture d'énergie auxiliaire. Dans un tel cas de défaillance, le joint d'étanchéité à lèvre souple franchit, lors d'un freinage, un trou de compensation et autorise une montée en pression dans le mamtre-cylindre ainsi qu'une commande statique des freins reliés à ce maître-cylindre. Cet agencement présente l'inconvénient qu'en cas de défail- lance de la pression auxiliaire, le joint d'étanchéité doit constamment passer devant le trou de compensation et doit donc subir une usure. En outre, une installation de freinage ainsi conçue n'offre aucune possibilité de vérification de l'aptitude fonctionnelle du joint tant qu'il n'y a pas perturbation de la fourniture d'énergie auxiliaire. Ce n'est qu'en cas de défaillance de cette dernière qu'un endo, agement éventuel du joint peut être décelé, puisqu'aucune pression de freinage ne peut alors être produite par enfoncement de la pédale de frein. Un autre inconvénient de l'installation de freinage décrite est que,pour certaines conditions de pression dans le maître-cylindre et dans l'amplificateur, la région du bord de la lèvre d'étanchéité du joint est attirée dans le trou de compensation, de sorte que l'usure du joint s'en trouve fortement accrue. La présente invention a donc pour objet de réaliser un isplo- sitif du genre mentionné au début, consommant peu d'énergie et permettant de commander plusieurs freins par un piston d'actionnement, de façon que la complexité d'installation soit notablement réduite. En outre, cette installation devra être telle que les sollicitations 2490 1 70 mécaniques du matériau d'étanchéité soient si faibles que les défail- lances dues à des défauts d'étanchéité soient pratiquement exclues. De plus, cette installation devra permettre de vérifier l'aptitude fonctionnelle du joint d'étanchéité. Selon l'invention, ceci est obtenu par le fait que le piston d'actionnement porte un élément d'étanchéité agissant en clapet antiretour, pour recompléter la quantité de fluide dans les circuits des freins, et par le fait que ce piston d'actionnement est actionnable par une pression venant du maître-cylindre. Cette conception présente notamment l'avantage de réduire le nombre des dispositifs d'actionnement nécessaires. De plus, l'élément d'étanchéité opérant en clapet antiretour n'est pratiquement pas soumis à usure. Dans une forme de réalisation particulièrement avanta- geuse, le piston d'actionnement présente un passage axial qui, d'une part, est relié à un retour et, d'autre part, peut être fermé par une vanne à siège. Dans une forme de réalisation particulièrement avan- tageuse du point de vue du fabricant, le piston d'actionnement est luimême constitué en siège de vanne et coopère avec un obturateur mobile. Pour que le réglage du jeu de la vanne ainsi formée soit simple, il est avantageux que le dispositif d'actionnement présente, confor- mément à un développement de l'invention, un poussoir qui est lié à l'obturateur, traverse le passage que le piston d'actionnement comporte et prend appui contre la paroi opposée du carter. Si, conformément à un développement avantageux, c'est un joint d'étanchéité à lèvre souple qui est utilisé comme élément agissant en clapet anti- retour, on parvient alors à une solution avantageuse,du point de vue économique, qui assure en même temps une grande longévité grâce à la faiblesse de la sollicitation mécanique. Pour la fourniture de fluide hydraulique dans le cas o il y a régulation, il est avantageux d'agencer, en aval du joint d'étanchéité à lèvre souple, une chambre annulaire et d'y envoyer du fluide en cas de nécessité, de façon à éviter l'épuisement de fluide dans les circuits des freins. Dans une forme de réalisation particulière, le piston d'actionnement est, dans la position correspondant au relâchement des freins, amené au contact d'un piston auxiliaire,lequel est sollicité en pression s'il y a régu- lation. On est ainsi assuré que le piston d'actionnement ne refoulera pas de fluide dans le maitre-cylindre, ce qui se répercuterait sur la position de la pédale de frein. Du point de vue de la fabrication, 2490 1 70 il est particulièrement simple de munir le piston auxiliaire d'un trou axial et d'y faire passer, avec étanchéité, le poussoir de l'obturateur. Cette disposition améliore notablement le guidage du poussoir. Les dispositifs d'actionnement sont construits de façon à pouvoir être montés en parallèle sans problème si certains freins doivent être commandés indépendamment d'autres freins. Si le dispositif d'action- nement reçoit la pression auxiliaire par l'intermédiaire d'une vanne de commande de pression commandée par la pression du maître-cylindre, on est alors assuré que la pression auxiliaire s'opposant à une réaction sur la pédale de frein ne pourra être appliquée que s'il y a une pression suffisamment grande dans le maître-cylindre. Une telle vanne de commande de pression peut avantageusement tre réalisée sous la forme d'une vanne à tiroir dont le composant essentiel est un. piston libre,chargé par ressort et sollicité par une pression due au maître-cylindre. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints oủ - la figure 1 représente une installation de freinage avec un maître cylindre simple et un amplificateur hydraulique; - la figure 2 représente une installation de freinage avec maître- cylindre en tandem et amplificateur hydraulique; et - la figure 3 représente une installation de freinage avec maître- cylindre en tandem et amplificateur à dépression. Les pièces et parties similaires sont munies de références identiques. Sur la figure 1, les références 1, 2, 3 et 4 désignent respectivement un maître-cylindre, un amplificateur hydraulique de force de freinage, un réservoir de fluide de frein et une pédale de frein. L'installation de freinage comporte en outre une pompe 5, un moteur électrique 6, un filtre 7, un accumulateur 8 et une soupape 9 de charge de l'accumulateur. L'installation comporte encore d'autres composants, à savoir des clapets antiretour 10, 11, 12, 13, des électrovannes 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 et des freins 21, 22, 23, 24 pour les roues du véhicule. Les électrovannes 16, 17 et 20 sont des vannés d'admission dont les sections de passage sont ouvertes ("passantes") en l'absence de courant électrique, tandis que les électrovannes 14, 15, 18, 19 sont des vannes de décharge qui n'ouvrent leur section de passage que lors de l'application d'un courant électrique. En outre, la réfé- rence 25 désigne un dispositif d'actionnement comportant un piston d'actionnement 26 et un piston auxiliaire 27. Le piston d'action- nement 26 est un piston étagé qui, en coopération avec des parties d'un carter, détermine deux chambres annulaires 28, 29. La chambre annulaire 28 communique avec le maître-cylindre I par l'intermédiaire d'une conduite de pression. Une pression auxiliaire peut être appliquée dans la chambre annulaire 29 via la vanne de décharge 14,montêe en parallèle du clapet antiretour 10,et via la vanne à tiroir de l'ampli- ficateur de force de freinage 2. Entre la chambre annulaire 29 et une chambre de travail 30 communiquant avec les freins 21, 22 des roues avant, est agencé un joint à lèvre souple 31, ce joint d'étanchéité ceinturant le piston d'actionnement 26. La partie du piston 26 éloignée de ce joint 31 vient au contact du piston auxiliaire 27, cela dans une autre chambre 32. Le piston auxiliaire 27 constitue, avec des parties du carter, une autre chambre annulaire 33 qui est elle-meme reliée à la chambre annulaire 29. Le piston d'actionnement 26 présente un trou axial 34 et un trou radial 35, lesquels établissent une communication entre la chambre 32 et la chambre de travail 30. Dans le trou axial 34 du piston d'actionnement 26, se trouve un poussoir 36 dont une première extrémité traverse avec étanchéité le piston auxiliaire 27 et vient au contact du carter. L'autre extrémité de ce poussoir 36 est munie d'un obturateur de soupape 37 qui coopère avec un siège 38 formé sur le piston d'actionnement 26, pour constituer un arrangement antiretour, et qui prend appui contre le carter par l'intermédiaire d'un ressort de compression 39. Deux autres ressorts de compression 40, 41 sont en outre placés dans le carter pour conférer aux pistons 26, 27 une position de repos définie. L'installation de freinage décrite fonctionne comme suit. Dans le cas o l'alimentation de pression auxiliaire 5, 6, 7, 8, 9 n'est pas défaillante, l'application d'une force F sur la pédale de frein 4 a pour effet d'ouvrir une vanne à tiroir contenue dans l'amplificateur hydraulique 2, de sorte que la pression auxiliaire parvient dans une chambre de cet amplificateur. La pression auxiliaire parvient, via la vanne d'admission 20, directement aux freins 23, 24 des roues de l'essieu arrière. En outre, elle a pour effet que le 249017a piston de l'amplificateur déplace le piston du maître-cylindre 1 vers la gauche (en considérant la figure). Il s'établit dans la chambre annulaire 28 une pression qui déplace d'abord le piston d'action- nement 26 contre la force du ressort de compression 40, à un degré tel que le siège 38 et le piston d'actionnement 26 viennent au contact de l'obturateur 37 et que le retour de fluide de la chambre de travail 30 à la chambre 32, et par conséquent au réservoir 3, est interdit. Ceci étant, si le piston d'actionnement 26 accomplit un déplacement supplémentaire, il s'établit dans la chambre de travail 30 une pression qui parvient aux freins 21, 22 des roues avant via les vannes d'admission 16, 17 et les conduites correspondantes. Dès qu'un dispositif de contrôle ou surveillance électronique non représenté identifie l'existence d'une conditiondans laquelle au moins une roue du véhicule est freinée à un degré tel qu'il y a risque de blocage et qu'il faut réduire la pression par décharge de la pression appliquée au frein de la roue en cause, la vanne de décharge 14 passe à sa position d'ouverture, de sorte que les chambres annulaires 29, 33 sont mises en pression. Ceci étant, si une baisse de la pression aux freins 21, 22 est provoquée par une décharge de fluide via les vannes de décharge 15, 18, le fluide déchargé est alors recomplété dans la chambre de travail 30 en passant par-dessus le joint d'étanchéité 31, de sorte qu'une réserve de fluide est constamment disponible pour d'autres actionnements des freins. En même temps, le piston auxiliaire 27 rencontre une butée appartenant au carter et maintient le piston d'actionnement 26 à une position définie. Grâce à cette disposition, il est exclu que le piston d'actionnement 26 soit refoulé à sa position de repos par la pression dans la chambre annulaire 29, ce qui aurait des répercussions sur la position de la pédale de frein 4. Si la pression auxiliaire est défaillante, le dispositif électronique non représenté est rendu inopérant par un ordre approprié, de sorte que les électrovannes 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 retombent à leur position de repos correspondant à l'absence de courant. Les vannes de décharge 15, 18, 19 étant alors fermées, on évite à coup sûr toute autre décharge de fluide des freins 21, 22, 23, 24. Ceci étant, si l'on enfonce la pédale de frein 4, il s'établit dans le maître-cylindre 1 une pression qui parvient, via une conduite, à la chambre annulaire 28. La pression dans cette dernière exerce sur le piston d'actionnement 26 une force qui le déplace dans la direction d'actionnement des freins. 249517 C L'arrangement antiretour constitué par l'obturateur 37 et le siège 38 se ferme de sorte qu'il s'établit, dans la chambre de travail 30 du dispositif d'actionnement 25, une pression qui va aux freins 21, 22 et qui assure une décélération du véhicule suffisante. S La figure 2 représente une installation de freinage d'un véhicule automobile comportant un maître-cylindre en tandem 1. Cette installation comporte en outre un réservoir de retour 42, un autre dispositif d'actionnement 43 et des canaux de liaison 44, 45, 46. Les deux dispositifs d'actionnement 25, 43 sont branchés en parallèle par les canaux de liaison 44, 45, 46 et commandent chacun les freins d'un essieu du véhicule. Des conduites de liaison sont prévues entre chacune des chambres de travail du ma tre-cylindre I et respectivement la chambre annulaire 28 et la chambre annulaire correspondante du dispo- sitif d'actionnement 43. L'installation de freinage fonctionne comme suit. Si l'alimen- tation d'énergie auxiliaire n'est pas défaillante et s'il y a un freinage normal, du fluide venant de l'accumulateur 9 parvient, via la vanne à tiroir de l'amplificateur 2, à la chambre de l'amplificateur., de sorte que des pressions proportionnelles à la force F exercée sur la pédale 4 sont établies dans le mattre-cylindre 1, du fait du déplacement des deux pistons du maître-cylindre. Ces deux pressions parviennent, via des conduites, aux chambres annulaires 28 des dispositifs d'action- nement 25 et 43 et provoquent un déplacement des pistons d'action- nement 26. Après la fermeture des arrangements antiretour 37, 38, la pression monte dans les chambres de travail 30 des dispositifs d'action- nement 25, 43. Cette pression se propage, via des conduites et via les vannes d'admission 16, 17, 20,aux freins 21, 22, 23, 24. Dans cette condition, les chambres annulaires 29 des dispositifs d'action- nement 25, 24 sont exemptes de pression. Comme une pression plus élevée règne dans les chambres de travail 30, les organes d'étanchéité 31 se ferment et empêchent tout passage de fluide des chambres de travail 30 aux chambres annulaires 29. Les chambres annulaires 32, 33 des dispositifs d'actionnement 25 sont elles aussi exemptes de pression. Si une action de régulation est nécessaire pour diminuer la pression dans un ou plusieurs des freins 21, 22, 23, 24, pour éviter un blocage, il y a alors ouverture de la vanne de décharge 14 et d'une ou plusieurs des vannes de décharge 15, 18, 19. La pression de l'amplificateur parvient alors, via la vanne ouverte 14, d'une part, 249 17" dans les chambres annulaires 33 des dispositifs d'actionnement 25, 43 et, d'autre part, dans les chambres annulaires 29.-Commeles chambres annulaires 33 sont exposées à la pression, il y a un. déplacement des pistons auxiliaires 27 d'o il résulte que tout mouvement des pistons d'actionnement 26,dans la direction correspondant au desserrage des freins,est exclu malgré que la pressibnque l'amplificateur provoque dans les chambres annulaires 29,exerce une force dans cette direction. En outre, du fluide provenant des chambres annulaires 29 et passant pardessus les joints d'étanchéité 31 est envoyé dans les chambres de travail 30 en quantité équivalente à celle que les vannes de décharge 15, 18, 19 ont pu décharger. Grâce à cela, on est assuré que, dans le cas d'une régulation, il y aura toujours un volume de fluide disponible suffisant dans les chambres de travail 30 des dispositifs d'actionnement 25, 43. Si la pression de l'accumulateur fait défaut, ou si elle est inférieure à un niveau donné par réglage, un dispositif de contr8le électronique (non représenté) est mis à l'arrêt, de sorte que toutes les électrovannes 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 reviennent à leur position de repos correspondant à l'absence de courant. L'actionnement des freins est néanmoins assuré en cas de défaillance de la pression auxiliaire, car la pression dans le maître-cylindre 1, due à la force F appliquée à la pédale de frein 4, provoque encore des déplacements correspondants des pistons d'actionnement 26, d'o un actionnement des freins 2], 22, 23, 24. La figure 3 représente une installation de freinage pour véhicule automobile, comportant un amplificateur à dépression 2, un maitrecylindre en tandem I et deux dispositifs d'actionnement montés en parallèle 25, 43. L'installation de freinage comporte aussi une vanne de commande de pression 47 présentant un piston libre 48 réalisé sous la forme d'un tiroir. Une face terminale de ce piston libre 48 est constam ment sollicitée par la force d'un ressort de compression 49. L'autre face extrême de ce piston libre 48 borde une chambre de pression 50 qui est en communication, via des conduites, avec une chambre de travail du ma tre-cylindre en tandem 1. Dans l'exemple de réalisation représenté, cette chambre de travail est celle qui provoque l'actionnement des freins de l'essieu arrière. Le fonctionnement de - l'installation représentée ne diffère de celui des formes de réali- sation décrites précédemment que par le fait que les chambres 249 17C annulaires 33, 29 du dispositif d'actionnement 25, ou encore les chambres annulaires correspondantes du dispositif d'actionnement 43, ne sont exposées à la pression que si une pression du maitre-cylindre est présente dans le dispositif d'actionnement 43 associé aux roues de l'essieu arrière. Bien entendu, les exemples de réalisation décrits ne sont nullement limitatifs de l'invention. 249517v REVENDICATIONS I. Installation de freinage hydraulique avec amplification à source de pression auxiliaire, notamment pour véhicules automobiles munis de moyens de régulation du glissement de freinage, cette instal- lation comportant un dispositif de sécurité qui est agencé entre un maître-cylindre et plusieurs cylindres de roues et qui comporte un piston d'actionnement et un dispositif de vannes, ce dispositif de sécurité transmettant aux cylindres des roues, en cas de défaillance de la pression auxiliaire, une pression établie dans le maître-cylindre par une force appliquée à la pédale de frein, cette installation étant caractérisée en ce que le piston d'actionnement (26) porte un élément d'étanchéité (31) agissant en clapet antiretour, pour recompléter la quantité de fluide dans les circuits des freins, et en ce que ce piston d'actionnement (26) est actionnable par une pression venant du maitre-cylindre (1). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le piston d'actionnement (26) est muni d'un arrangement anti- retour (37, 38). 3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le piston d'actionnement (26) comporte un passage axial (34, 35), et en ce que ce passage est telié à un retour (3, 42) et peut être fermé par une vanne à siège (37, 38) en cas d'actionnement du piston. 4. Installation selon l'une des revendications I ou 2, caractérisée en ce que la chambre de travail (30),appartenant au dispo- sitif de sécurité (25, 43) et se trouvant en communication avec les cylindres des roues, contient un obturateur (37) chargé par ressort dans la direction opposée à l'actionnement et en ce que cet obtu- rateur (37) est appliqué contre le siège de vanne (38) que le piston d'actionnement (26) comporte. 5. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'obturateur (37) occupe une position telle que, dans la position de repos, il laisse subsister un jeu entre lui-m8me et le siège de vanne (38) que le piston d'actionnement (26) comporte. 6. Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce qu'un poussoir (36) prenant appui contre le carter et traversant le passage (34, 35) est formé sur celui des cotés de l'obturateur (37) qui n'est pas en regard du ressort de compres- sion (39). 7. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que c'est un joint d'étanchéité du genre à lèvre souple qui est utilisé comme élément d'étanchéité agissant en clapet antiretour (31). 8. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'entre les chambres-de travail (28, 30) respectivement reliées au maître-cylindre (1) et aux cylindres des roues, le piston d'action- nement (26) forme, avec le carter, une chambre annulaire (29) et en ce que cette chambre annulaire (29) reçoit la pression auxiliaire. 9. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que, dans la position correspondant au non-actionnement des freins, le piston d'actionnement (26) est amené au contact d'un piston auxiliaire (27) et en ce que la face de ce dernier non tournée vers le piston d'actionnement (26) délimite, avec le carter, une chambre annulaire (33) recevant la pression auxiliaire. 10. Installation selon l'une des revendications 5 ou 8, caractérisée en ce que le piston auxiliaire (27) est muni d'un trou axial et en ce que le poussoir (36) de l'obturateur (37) est guidé avec étanchéité dans ce trou axial. 11. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que deux dispositifs de sécurité (25, 43) sont fonctionnellement montés en parallèle, aen ce que chaque dispo- sitif de sécurité (25, 43) est relié à une chambre de travail d'un maitrecylindre en tandem (1) et en ce qu'une sortie de chaque dispositif de sécurité (25, 43) commande un circuit de freins. 12. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que les dispositifs de sécurité (25, 43) reçoivent la pression auxiliaire par l'intermédiaire d'une vanne de commande de pression (47) manoeuvrée par la pression du maître-cylindre. 13. Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que la vanne de commande de pression (47) est réalisée sous la forme d'une vanne à tiroir comportant un piston libre (48) chargé d'un seul côté par un ressort et en ce que ce piston libre (48) est sollicité contre la force du ressort par une pression due au maître- cylindre.