Brevet FR2548121A1 — publié le 19850104

L'invention concerne un système de freinage hydraulique, notamment pour véhicule automobile, comportant un maître-cylindre et, précédant celui-ci, un amplificateur hydraulique de force de freinage dans lequel une pompe à fluide de pression, entraînée par un moteur électrique, est utilisée pour fournir une énergie d'assistance hydraulique, l'entraînement de cette pompe étant commandé par un accumulateur de pression qui, lorsque le véhicule est en marche sans freinage, est constamment maintenu sous une pression suffisante pour un premier actionnement des freins et qui est charl O gé par l'intermédiaire d'une valve de commande de pression dans laquelle un passage de valve est commandé par une pression hydraulique dans la chambre d'amplification de l'amplificateur, de manière qu'une communication entre l'accumulateur de pression et l'amplificateur soit fermée lorsque cette chambre d'amplification est mise 15 sous pression, selon la demande de brevet allemand No P 3315731 6. L'objet de la demande de brevet précitée est un système de freinage hydraulique dans lequel une pompe à fluide hydraulique est entraînée par un moteur électrique, dont le fonctionnement peut être commandé par un contact de pédale de frein ou être déclen20 ché en fonction de l'état de charge d'un accumulateur de pression Lorsque le véhicule est en marche sans freinage, la pompe à fluide fonctionne jusqu'à ce qu'un état de charge prédéterminé soit atteint dans un accumulateur hydraulique grace auquel on dispose, dans la phase initiale d'un freinage, d'une énergie hydrauliqued'as25 sistance suffisante Lorsque cet état de charge est atteint, l'entraînement de la pompe est arrêté La charge de l'accumulateur s'effectue par l'intermédiaire d'une valve de commande de pression qui, d'une part, dispose d'une libre communication hydraulique entre le raccord de pression de la pompe et l'entrée de l'amplificateur hydraulique de force et, d'autre part, dispose d'un passage de valve qu'une pression hydraulique dans la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique peut fermer Ce passage de valve est normalement ouvert et vient à une position de fermeture dès qu'une pression hydraulique s'établitdans la chambre de pression de l'amplificateur 35 hydraulique à l'occasion d'un actionnement des freins. Dans la phase initiale d'un freinage, la pompe à fluide démarre lors de la fermeture du contact électrique de pédale Toutefois, du fait de son inertie, la pompe ne fournit pas une pression de refoulement complète dès son démarrage Dans cette phase, l'ac5 cumulateur de pression se décharge vers l'amplificateur hydraulique, via le passage de valve, encore ouvert, de la valve de commande de pression, de manière qu'une énergie d'assistance hydraulique suffisante soit disponible dans la phase de démarrage de la pompe. Lorsque la pression dans la chambre de pression de l'am10 plificateur hydraulique a atteint un niveau prédéterminé, le passage de valve de la valve de commande de pression vient à une position de fermeture, dans laquelle une communication entre le côté refoulement de la pompe et l'entrée de l'accumulateur hydraulique est interrompue. Ainsi, le volume refoulé par la pompe est exclusivement fourni à l'entrée de l'amplificateur hydraulique Dans cette condition de marche, la pompe ne peut pas recharger l'accumulateur de pression. Dans le système de freinage décrit, il est nécessaire que le raccord de pression de l'amplificateur hydraulique soit fermé lors du régime sans freinage et que la chambre d'amplification soit 20 en communication hydraulique avec un réservoir de retour et alimentation sans pression, de façon qu'aucune pression ne soit active au raccord de commande de la valve de commande de pression Cela est en général le cas avec les amplificateurs hydrauliques dits "à centre fermé" Toutefois, dans certains cas d'application, il peut 25 être avantageux d'utiliser un amplificateur hydraulique de force de freinage du type dit "à centre ouvert" (amplificateur du type à étrangleur et circulation) De tels amplificateurs disposent, en condition denon-actionnement, d'un passage libre allant du raccord de pression à la chambre d'amplification, un courant volumique fourni par une pompe de circulation étant, lors d'un freinage, étranglé en fonction de la force d'actionnement de manière qu'une pression hydraulique correspondante s'établisse dans la chambre de pression L'idée à la base du système de freinage selon la demande de brevet allemand P 3315731 6 n'est donc pas directement transposable à des systèmes de freinage de ce genre, utilisant un amplificateur hydraulique à circulation 35 et étrangleur. La présente invention a donc pour but de parvenir à un système hydraulique du genre mentionné au début, mais dans lequel c'est un amplificateur hydraulique à circulation et étrangleur qui sera utilisé. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que l'amplificateur hydraulique de force comporte une valve d'étranglement qui est une valve à deux sièges fermant une communication entre la pompe et la chambre d'amplification lorsque le système est à 10 la condition de non-freinage Avec une telle configuration, on obtient donc, de manière avantageuse, que le raccord de pression de l'amplificateur hydraulique à circulation et étrangleur soit fermé dans la condition de non-freinage, de sorte qu'une pression hydraulique peut s'établir dans l'accumulateur de pression, via la 15 valve de commande de pression On parvient à une forme de réalisation structurellement simple et avantageuse si le piston amplificateur comporte deux sièges de valve au moyen desquels la valve d'étranglement est formée en combinaison avec une tige de piston guidée dans le piston amplificateur et munie de deux corps restric20 teurs formés sur elle A cette fin, le piston amplificateur dispose d'un alésage coaxial présentant trois portions, la portion médiane ayant le plus petit diamètre La transition de la portion d'alésage à plus grand diamètre éloignée de la pédale à la portion d'alésage médiane est alors aménagée en siège de valve contre lequel celui des corps restricteurs de la tige de piston qui est le plus éloigné de la pédale est élastiquement précontraint. Dans un avantageux développement de l'objet de l'invention, il est en outre prévu que la tige de piston actionnable par la pédale constitue, avec la portion d'alésage à plus petit diamètre, 30 une chambre annulaire qui est étanche par rapport à la chambre d'amplification et qui est en communication, par une liaison permanente, avec la chambre d'amplification de l'amplificateur hydraulique Lors du fonctionnement de l'amplificateur, il s'écoule donc, après l'ouverture de celui de ses passages de valve qui est éloigné de la 35 pédale, du fluide qui pénètre dans la chambre d'amplification et qui, dans un premier temps, va d'abord au retour sans restriction. Il est en outre prévu que le piston amplificateur est apte à prendre appui contre une butée de carter, proche de la pédale, dans la position de non-freinage, le résultat étant que, dans cette po5 sition, on obtient de manière simple un positionnement relatif défini des composants mobiles de l'amplificateur hydraulique. Il est en outre avantageux et facilement réalisable que l'embouchure de celle des portions d'alésage du piston amplificateur qui est la plus proche de la pédale constitue un siège de valve formant, en combinaison avec le corps restricteur de la tige de piston, une valve d'étranglement Lors du freinage, comme déjà exposé, du fluide est introduit dans la chambre d'amplification après l'ouverture du passage de valve éloigné de la pédale, ce fluide restant d'abord sans pression Lors de la poursuite de l'ac15 tionnement des freins, celui des corps étrangleurs de la tige de piston qui est le plus proche de la pédale se déplace vers l'embouchure de la portion d'alésage du piston amplificateur la plus proche de la pédale, jusqu'à ce qu'un interstice d'étranglement soit finalement formé et oppose une certaine résistance au fluide s'écoulant 20 par la chambre d'amplification, de sorte qu'une certaine pression de circulation s'établit finalement dans cette chambre d'amplification Dans une avantageuse forme de réalisation de l'amplificateur hydraulique, il est en outre prévu que la tige de piston, actionnable par la pédale, constitue, en combinaison avec la portion d'alé25 sage la plus proche de la pédale, une chambre périphérique annulaire en communication permanente avec le réservoir d'alimentation sans pression. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite 30 à titre d'exemple non limitatif, en se reportant à la figure unique du dessin annexé qui représente une vue en coupe d'une réalisation de l'invention. Sur le dessin, la référence I désigne une pompe à fluide de pression qui peut être entraînée par un moteur électrique 2 Le 35 coté aspiration 3 de la pompe 1 est raccordé à un réservoir d'ali- mentation sans pression 4, tandis que le c 8 té refoulement, 5, est raccordé à une valve de commande de pression, 7, via des conduites de pression appropriées et une valve antiretour 6 fermant en direction de la pompe. La valve de commande de pression 7 comporte un carter 8 dans lequel est aménagé un alésage Cylindrique 9 Dans cet alésage cylindrique 9 de la valve de commande de pression 7 est agencé à coulissement un piston 10 qui, à la position de non-freinage représentée sur le dessin, est précontraint, par un ressort de compres10 sion 11, contre une parai 12 et vient en butée à cet endroit Rigidement lié au piston 10 de la valve de commande de pression 7, un poussoir 13 est guidé avec étanchéité dans une chambre de valve, 14. A la position de non-freinage représentée, l'extrémité supérieure du poussoir 13 ("supérieure",en considérant le dessin) se trouve au 15 contact d'une bille de valve 15 qu'un ressort de compression 16 agissant dans le sens inverse du ressort de compression 11 maintient au contact du poussoir 13 Lorsque le piston 10 et le poussoir occupent une telle position axiale, la bille de valve 15 est décollée d'un siège de valve, 17, de sorte qu'il y a une communication hydrau20 lique entre des raccords 18 et 19 du carter de la valve de commande de pression Le ressort de compression Il de la valve de commande de pression 7 est agencé dans une chambre 20 qui est constamment reliée au réservoir d'alimentation sans pression 4 La face du piston non tournée vers la chambre 20 borde une chambre de commande 21 25 qui, via un raccord 22 du carter, est en communication avec la charmbre de pression 23 d'un amplificateur hydraulique de force de freinage, 24 Le raccord 18 du carter de la valve de commande de pression est relié, via la valve antiretour 6, au côté pression de la pompe 1, tandis que le raccord 19 de ce même carter est en communi30 cation hydraulique avec une chambre d'admission 25 d'un accumulateur de pression 26. L'accumulateur de pression 26 est constitué d'un carter 27, sensiblement cylindrique, dans lequel un piston 28 est guidé à coulissement axial étanche Ce piston 28 est précontraint, par un 35 ressort de compression 29, contre une butée 30 du carter, de sorte que, lorsqu'il est déchargé, cet accumulateur de pression 26 présente alors son volume minimal A celle des extrémités du piston 28 de l'accumulateur de pression 26 qui est éloignée de la chambre d'admission est fixée une pièce de contact 31 qui sort du carter 5 27 et qui peut tre appliquée contre des contacts électriques 32 et 33 La pièce de contact 31 et les contacts 32 et 33 constituent un interrupteur électrique qui, normalement, est fermé et établit une liaison électrique entre le p 8 le positif 34 et le moteur électrique 2, par ailleurs constamment relié à la masse 35 du véhicule Pour une pression hydraulique de valeur prédéterminée, régnant dans la chambre d'admission 25 de l'accumulateur de pression 26, la pièce de contact 31 se décolle des contacts électriques 32 et 33, sous l'effet d'un déplacement du piston 28, de sorte que le moteur électrique est arr 8 té. L'amplificateur hydraulique 24 est muni d'un alésage cylindrique 36 dans lequel un piston amplificateur 37 est guidé avec étanchéité Ce piston amplificateur est muni d'une gorge périphérique 38 qui, en combinaison avec le carter 39 de l'amplificateur hydraulique 34, enclôt une chambre annulaire périphérique 40, 20 Iaquelle est reliée au c 8 té refoulement 5 de la pompe à fluide et au raccord 18 du carter de la valve de commande de pression Dans le piston amplificateur 37 se trouve un alésage axial 41 comportant trois portions 42, 43 et 44, la portion d'alésage médiane 43 ayant un diamètre moindre par rapport aux portions d'alésage 42 et 44. 25 La transition de la portion d'alésage 42 à la portion d'alésage 43 est aménagée en siège de valve, 45 L'embouchure de la portion d'alésage 44 dans la chambre de pression 23 constitue également un siège de valve 46 En outre, une tige de piston 47, déplaçable par une pédale de frein 48, pénètre dans la chambre de pression 23 Cette 30 tige de piston 47 est entourée d'un joint d'étanchéité annulaire 49 empochant la sortie de fluide hors de la chambre de pression 23. Sur la tige de piston 47 est formé un corps restricteur 50, proche de la pédale, qui, en combinaison avec un siège 46, forme une valve d'étranglement En outre, la tige de piston 47 dispose d'un corps restricteur 51 éloigné de la pédale, lequel constitue, avec un siège , un passage de valve La tige de piston 47 est précontrainte, par un ressort de compression 52, dans la direction du relâchement des freins La chambre 53 recevant le ressort de compression 52 est en communication, via un trou radial 54, avec la chambre péri5 phérique annulaire 40 Entre la portion 43 de l'alésage axial 41 et une portion de la tige de piston 47 est formée une chambre périphérique annulaire 55 qui est en communication directe avec la chambre de pression 23 de l'amplificateur hydraulique 24 via un canal de fluide, 56 Un autre canal de fluide, 57, se termine dans 10 la portion d'alésage 44 et établit une communication hydraulique permanente entre cette portion d'alésage 44 et une chambre de compensation 58 qui est en liaison avec le réservoir d'alimentation sans pression, 4 Un autre canal de fluide de pression 59 est prévu dans la tige de piston 47 et établit, lui aussi, une communication entre 15 la portion d'alésage 44 et la chambre de compensation 58 En outre, la tige de piston 47 comporte un collet annulaire 60 qui, à la position de non- freinage représentée sur le dessin, vient au contact du carter 39 de l'amplificateur hydraulique 24 et limite les déplacements de la tige de piston 47 dans le sens correspondant 20 au desserrage des freins. L'amplificateur hydraulique 24 est suivi d'un maîtrecylindre 61 comportant un alésage cylindrique 62 dans lequel un piston 63 est guidé avec étanchéité réalisée par joint souple, ce piston 63 du maître- cylindre étant, par un prolongement 64, en butée 25 contre le piston amplificateur 37 Un trou de'reniflement" 66 est prévu dans le maÂtre- cylindre 61, en avant du joint d'étanchéité souple 65 (en considérant la direction d'actionnement). Le piston 63 du maître-cylindre délimite une chambre de travail 67 dans laquelle est agencé un ressort de rappel 68 La chambre de 30 travail 67 du maitre-cylindre 61 est reliée à des freins 69 et 70 de roues qui se trouvent de préférence à l'essieu avant d'un véhicule automobile Par contre, à la chambre de pression 23 de l'amplificateur 24 sont raccordés des freins 71 et 72 de roues qui se trouvent de préférence à l'essieu arrière du véhicule. Le fonctionnement du système de freinage est décrit ci-après, en partant de la condition dé non-freinage dans laquelle tous les composants mobiles occupent la position à laquelle ils sont représentés On va en outre admettre que la chambre d'admission 25 de l'accumulateur de pression 26 est sans pression, comme cela peut être le cas, par exemple, après un temps d'arrêt prolongé du véhicule Lors de la mise en marche du véhicule, le pôle positif 34 est relié, par un contact d'allumage non représenté, au contact électrique 33 Comme l'accumulateur de pression 26 est déchargé, la pièce de contact 31 établit une liaison allant au contact 32, 10 ce qui fait démarrer le moteur 2 La pompe à fluide de pression 1, couplée au moteur électrique 2, refoule alors du fluide via la valve anti-retour 6 et le passage de valve, 17, 15, de la valve de commande de pression 7, donnant accès à l'accumulateur de pression 26, de sorte que dans la chambre d'admission 25 de celui-ci, une 15 pression hydraulique s'établit qui déplace finalement le piston 28 contre la force du ressort de compression 29, jusqu'à ce que la pièce de contact 31 soit décollée des contacts électriques 32 et 33 et coupe l'alimentation du moteur électrique 2 A cet instant, l'accumulateur de pression 26 a reçu un volume de liquide suf20 fisant pour le premier actionnement de l'amplificateur hydraulique 24, et se trouvant par exemple sous une pression de 40 bars. Ceci étant, si une force d'actionnement est exercée sur la pédale de frein 48, le passage de valve 51,45 est d'abord ouvert, ce qui a pour effet que du fluide de pression venant de la chambre 25 périphérique annulaire 40 entre dans la chambre périphérique annulaire 55 o il va à la chambre d'amplification 23 de l'amplificateur hydraulique 24 via le canal de fluide 56 Dans cette phase, le fluide refoulé dans la chambre de pression 23 est prélevé à la chambre d'admission 25 de l'accumulateur de pression qui se décharge 30 dans la chambre périphérique annulaire 40 via le passage de valve ,17 encore ouvert. Si la force exercée sur la pédale de frein 48 augmente, le passage de valve 46,50 vient à sa position d'étranglement, ce qui a pour effet d'établir, dans la chambre de pression 23, une pression 35 hydraulique qui déplace finalement le piston amplificateur 37 dans 2548 12 1 la direction d'actionnement et qui, en plus, a pour effet que le piston 10 de la valve de commannde de pression 7 est déplacé contre la force du ressort de compression 11, si bien que la bille de valve 15 vient au contact de siège 17 et interrompt une communica5 tion hydraulique entre le côté refoulement 5 de la pompe I et la chambre d'admission 25 Ceci étant, après qu'au cours de la phase initiale de freinage, les freins 71 et 72 ont été mis sous pression dynamiquement, par l'accumulateur de pression 26, et qu'une pression correspondante s'est établie dans la chambre de travail du maître10 cylindre 61, donc aussi dans les freins de roues 69 et 70, l'énergie d'assistance hydraulique, nécessaire lors de la suite du freinage, est ensuite fournie exclusivement par la pompe 1 qui, par la suite, est constamment en marche du fait de la condition de fermeture de l'interrupteur 31,32,33. Lors du relâchement des freins, les opérations décrites s'inversent, jusqu'à ce que la position de non-freinage représentée soit de nouveau atteinte Comme l'interrupteur électrique 31,32,33 est fermé, le moteur électrique 2 reste toutefois d'abord activé, de sorte que la pompe à fluide de pression continue d'abord à opérer, 20 alors que le passage de valve 45,51 est fermé, jusqu'à ce que la pression prédéterminée, qui est de l'ordre de 40 bars, soit atteinte dans l'accumulateur de pression 26. Il est bien évident que les descriptions qui précèdent ont été données qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses 25 variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. 2548121 1 REVENDICATIONS 1 Système de freinage hydraulique, notamment pour véhicule automobile, comportant un maître-cylindre et, précédant celuici, un amplificateur hydraulique de force de freinage dans lequel une pompe à fluide de pression, entraînée par un moteur électrique, est utilisée pour fournir une énergie d'assistance hydraulique, l'entraînement de cette pompe étant commandé par un accumulateur de pression qui, lorsque le véhicule est en marche sans freinage, est constamment maintenu sous une pression suffisante pour un pre10 mier actionnement des freins, et qui est chargé par l'intermédiaire d'une valve de commande de pression dans laquelle un passage de valve est commandé par une pression hydraulique dans la chambre d'amplification de l'amplificateur, de manière qu'une communication entre l'accumulateur de pression et l'amplificateur soit fermée 15 lorsque cette chambre d'amplification est mise sous pression, caractérisé en ce que l'amplificateur hydraulique de force comporte une valve d'étranglement ( 45, 51) qui est une valve à deux sièges fermant une communication entre la pompe ( 1) et la chambre d'amplification ( 23) lorsque le système 20 est à la condition de non-freinage. 2 Système de freinage hydraulique, caractérisé en ce que le piston amplificateur ( 37) est muni de deux sièges de valve ( 45, 46) au moyen desquels la valve d'étranglement est formée en combinaison avec une tige de piston ( 47) guidée dans le piston amplifi25 cateur ( 37) et munie de deux corps restricteurs ( 50, 51) formés sur elle. 3 Système de freinage hydraulique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le piston amplificateur ( 37) comporte un alésage axial ( 41) présentant trois portions ( 42, 43, 44), la 30 portion médiane ( 43) présentant le plus petit diamètre. 4 Système de freinage hydraulique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la transition de la portion d'alésage à plus grand diamètre ( 42) éloignée de la pédale à la portion d'alésage médiane ( 43) est aménagée en siège de valve ( 45) contre lequel 35 celui ( 51) des corps restricteurs de la tige de piston ( 47) qui est I le plus éloigné de la pédale est élastiquement précontraint. Système de freinage hydraulique selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la tige de piston ( 47) actionnable par la pédale constitue, avec la portion d'alésage ( 43) à plus petit diamètre, une chambre annulaire ( 55) qui est étanche par rapport à la chambre d'amplification ( 23) et est en communication, par une liaison permanente ( 56), avec la chambre d'amplification ( 23) de l'amplificateur hydraulique ( 24).