Brevet FR2539688A1 — publié le 19840727

La présente invention concerne un dispositif de régulation de pression destiné à être inséré dans une communication entre un frein d'une roue avant d'un véhicule automobile et au moins un frein d'une roue arrière de ce véhicule, ce dispositif établissant, en fonction de la pression dans le frein de la roue avant, une pression hydraulique dans le frein de la roue arrière, deux pistons de valve fonctionnellement montés en parallèle étant agencés dans des alésages cylindriques dans lesquels ils peuvent être déplacés, contre une force de commande, par la pression du frein de la roue avant, la montée en pression dans ces freins cessant d'être proportionnelle à partir d'une pression déterminable, dite "pression d 'intervention", au-delà de laquelle une pression réduite par rapport à celle du frein de la roue avant est établie dans le frein de la roue arrière. Un dispositif présentant les caractéristiques précitées est connu par le brevet américain n' 3 359 729 Ce dispositif connu comporte deux pistons de valve guidés dans des alésages cylindriques, chacun de ces pistons de valve étant commandé par la pression d'un maître-cylindre Ces pistons de valve peuvent coulisser axialement, avec étanchéité, dans des alésages cylindriques et sont chargés par des ressorts de compression s'opposant aux forces de la pression du maître-cylindre Sur l'Un des pistons de valve est agencé un orga- ne d'étanchéité qui, pour une pression déterminable régnant dans le maître-cylindre, s'applique contre un siège de valve et interrompt l'une des deux communications entre le maître-cylindre et le frein de roue à commander Après la fermeture de cette communication hydraulique, si la pression augmente encore dans le maître-cylindre, seul l'autre piston de valve opère encore, ce dernier pénétrant avec étanchéité, par une surface terminale, dans une chambre d'ad- mission qui est en communication hydraulique avec le maître-cylindre. La surface terminale de ce piston de valve non tournée vers la chambre d'admission pénètre dans une chambre de sortie qui, avec le frein de roue à commander, forme un système hydraulique fermé En cas d'accroissement supplémentaire de la pression dans le maître- cylindre, le piston de valve se trouve donc déplacé, contre la force d'un ressort de compression, dans la chambre de sortie, cela s'ac- a 532688 compagnant d'une diminution du volume de la portion du système de freinage reliée au frein, de sorte qu'il y a, dans celui-ci, une augmentation de pression déterminée en premier lieu par la caracté- ristique élastique du ressort de compression prenant appui contre le piston de valve, et que la pression dans le maître-cylindre se trou- ve réduite dans un rapport déterminé. Avec le dispositif de régulation de pression décrit, on peut considérer comme des inconvénients le fait que sa construction est dans l'ensemble relativement compliquée et le fait que le siè- ge de valve sur le premier piston de valve exige un organe d'étan- chéité en caoutchouc qui est soumis à une usure naturelle. La présente invention a pour but de réaliser un dispositif de régulation de pression du genre mentionné au début, mais qui sera de construction simple, et dans lequel des composants identi- ques seront utilisés, et en outre dans lequel la fonction désirée sera assurée sans recourir à des moyens d'étanchéité élastiques du genre caoutchouc. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les pistons de valve sont réalisés sous forme de pistons étagés guidés dans des alésages étagés, par le fait que les surfaces efficaces des étages à plus petit diamètre des pistons sont exposées à la pression du frein de la roue avant, et les surfaces des étages à plus grand diamètre des pistons sont exposées à la pression du frein de la roue arrière, par le fait qu'un organe obturateur pour commander un pas- sage de valve entre lesdits freins est formé sur le plus petit éta- ge du premier piston,et par le fait qu'un organe obturateur pour commander un passage de -valve entre le frein de la roue arrière et un réservoir de récupération sans pression est formé sur le plus grand étage du deuxième piston Avec une telle configuration, on bénéficie notamment de l'avantage de pouvoir utiliser, pour les pistons de valve et pour le carter qui les reçoit, des composants presque identiques-, et cela tout en ayant la possibilité d'évi- ter, sans problème, l'emploi de moyens d'étanchéité élastiques du genre caoutchouc, soumis à usure On parvient notamment à une réalisation simple et avantageuse de l'invention si les organes obtu- ú 539688 rateurs sur les étages des pistons forment, en coopération avec des sièges de valve correspondants, des valves-à siège. Dans un avantageux développement de l'invention, le deuxième piston étagé est chargé, dans la direction de fermeture de son passage de valve On peut alors, d'une part, envisager que la charge soit fournie par un ressort de compression On peut aussi, d'autre part, envisager que le deuxième piston étagé soit sollicité, dans la direction de la fermeture de son passage de valve, par une pression hydraulique variable L'absence de moyens d'étanchéité élastiques du genre caoutchouc offre l'avantageuse possiblité d'u- tiliser aussi le dispositif de régulation décrit dans des installa- tions de régulation du glissement de freinage dans lesquelles il se produit, selon leur construction et leur conception, une pres- sion de freinage plus ou moins pulsatoire Dans ce contexte, il est avantageux que le deuxième piston étagé soit sollicité, dans la direction de fermeture de son passage de valve, par la pression de commande provenant d'un système de régulation du glissement de frei- nage. En outre, on parvient à une avantageuse forme de réalisation de l'objet de l'invention si le premier piston étagé est chargé dans la direction de l'ouverture de son passage de-valve L'utilisa- tion d'un ressort permet, d'une part, de fixer exactement le point d'intervention du dispositif de régulation de pression et permet, d'autre part, d'assurer que le passage hydraulique entre le frein de la roue avant et celui de la roue arrière sera toujours ouvert à la position de non-freinage Il est pratique que ce ressort de compression soit agencé entre un épaulement du carter et le plus grand étage du premier piston étagé Entre les étages du premier piston étagé et le carter est formée une chambre annulaire qui, lorsque le dispositif de régulation décrit est utilisé au sein d'un système de régulation du glissement de freinage, peut être exposée, sans problème, à la pression de commande venant du dispositif de régulation du glissement de freinage Il est en outre possible que le premier piston étagé soit attaqué par un ressort de compression agissant contre la force de la pression de commande venant du système de régulation du glissement de freinage, de façon à obtenir, à l'aide de ce ressort de compression, une adaptation aux conditions de fonctionnement les plus diverses. Du point de vue de la construction, il est particulièrement simple que les diamètres des plus grands étages des pistons soient égaux et que les diamètres des plus petits étages soient aussi égaux Avec une telle forme de réalisation, les moyens de fabrica- tion nécessaires peuvent être simplifiés de façon optimale, de sorte que l'on-obtient finalement un dispositif de régulation de in pression économiquement avantageux On peut en outre prévoir que la précontrainte des ressorts de compression précités est réglable, ce qui permet aussi une adaptation ultérieure aux caractéristiques de véhicule les plus différentes En vue de simplifier la fabrica- tion du dispositif de régulation de pression, l'invention prévoit que les alésages étagés peuvent être disposés dans le carter de façon que leurs axes soient parallèles En outre, il s'est avéré avantageux que les surfaces efficaces des étages de chaque piston aient un rapport de 1:2. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent la figure 1, une vue schématique d'un dispositif de régulation de pression selon l'invention; la figure 2, un diagramme de l'évolution de pression pouvant être obtenue avec le dispositif de régulation de pression selon la figure 1; et la figure 3, un autre dispositif de régulation de pression, vu en coupe. Les parties qui se correspondent sur les différentes figures sont pourvues de références identiques. Sur la figure 1, la référence 1 désigne un maître-cylindre actionnable au moyen d'une pédale de frein 2 A ce maître-cylindre 1 est raccordé un frein de roue, 3, disposé à l'essieu avant d'un véhicule automobile Ce frein 3 à l'essieu avant du véhicule est en communication avec le frein 5 d'une roue de l'essieu arrière du véhi- cule, cela par l'intermédiaire d'un dispositif de régulation de pression 4. Le dispositif de régulation de pression 4 comporte un premier piston étagé 6 et un deuxième piston étagé 7, lesquels sont guidés dans des alésages étagés 8 et 9 Le premier piston étagé 6 présente une portion 10 à plus petit diamètre et une portion 11 à plus grand diamètre La portion 10 à plus petit diamètre de ce piston délimite une chambre d'admission 12 et porte un organe obturateur de valve 13 qui, en coopération avec un siège de valve 14 j constitue un premier passage de valye La face terminale de la portion 1 à plus grand diamètre de ce piston délimite une chambre de sortie 15 qui est hydrauliquement reliée au frein 5 de la roue située à l'essieu arrière du véhicule En outre, il y a une communication hydraulique entre la chambre d'admission 12 et la chambre de sortie 15. Ce premier piston étagé 6 présente, entre les portions 10 et 11 du piston, une portion 16 à plus petit diamètre, laquelle forme, avec le carter 17, une chambre annulaire 18 dans laquelle est agencé un ressort de compression 19 prenant appui d'un côté contre un épaulement 20 du carter et, de l'autre cÈté,-contre la portion 11 à plus grand diamètre du piston, de sorte que le premier piston étagé 6 se trouve constamment chargé dans la direction d'ouverture du premier passage de valve 13, 14 Les portions 10 et Il du premier piston étagé 6 ont leurs surfaces périphériques munies de gorges annulaires 21, 22 dans lesquelles sont agencés des joints d'étanchéité annulaires 23 et 24. L'alésage étagé 8 du deuxième piston étagé 7 est disposé de façon que son axe soit parallèle à celui de l'alésage étagé 9, le deuxième piston étagé 7 étant, par sa plus petite portion 25, exposé à la pression du frein 3 de l'essieu avant du véhicule Sur la portion à plus grand diamètre que comporte le deuxième piston étagé 7 est formé un organe obturateur de valve 27 qui, en coopération avec un siège de valve 28, constitue un deuxième passage de valve Une communication hy- draulique entre le frein 5 de la roue à l'essieu arrière du véhicule et un réservoir de récupération 29, exempt de pression peut être comman- dée par ce deuxième passage de valve 27, 28 Le deuxième piston étagé 7 présente lui aussi, entre ses portions 25 et 26, une portion 30 à plus petit diamètre, laquelle forme, avec le carter 17, une chambre annulaire 31 correspondant à la chambre annulaire 18 sur le premier piston étagé 6 Les chambres annulaires 18 et 31 communiquent hydrau- liquement l'une avec l'autre Des surfaces périphériques des portions et 26 sont elles aussi pourvues de gorges annulaires 32, 33 dans lesquelles se trouvent des joints d'étanchéité 34 et 35 Le deuxième piston étagé 7 est en outre chargé, par un ressort de compression 36, dans la direction de fermeture du deuxième passage de valve, 27, 28. Le mode de fonctionnement du dispositif de régulation de pression décrit est expliqué en détail dans ce qui suit, en partant de la condition de non-freinage, dans laquelle tous les éléments mo- biles occupent la position représentée sur la figure Le premier passa- ge de valve, 13, 14, est ouvert, du fait de la force exercée par le ressort de compression 19, de sorte qu'une communication hydraulique est établie entre la chambre d'admission 12 et la chambre de sortie 15. En outre, sous l'effet de la force du ressort de compression 36, le deuxième passage de valve 27, 28, est fermé, de sorte que le frein 5 de la roue arrière du véhicule est isolé du réservoir-de récupération sans pression, 29. Si une force d'actionnement est exercée sur la pédale de frein 2, il s'établit alors, dans le maître-cylindre 1, une pression hydrau- lique qui parvient au frein 3 de la roue avant du véhicule La pression dans ce frein 3 sepropage en outre jusqu'à la chambre d'entrée 12 et, de celle-ci, parvient au frein 5 de l'essieu arrière via la chambre de sortie 15 La pression hydraulique dans le frein 3 à l'essieu avant du véhicule sollicite en outre la surface efficace de la portion 25 du piston étagé 7 et renforce l'action du ressort de compression 36, de sorte que l'organe obturateur 27 est pressé, avec une force correspon- dante, contre le siège de valve 28 Le deuxième passage de valve, 27, 28, se trouve donc sûrement à une position de fermeture, de sorte qu'il ne peut y avoir aucune chute de pression depuis le frein 5 vers le réservoir de récupération 29. Outre le frein 5 à l'essieu arrière du véhicule, la pression hydraulique dans la chambre de sortie 15 sollicite aussi la surface 253 S 688 efficace de la portion 11 à plus grand diamètre du piston, de sorte que, pour une pression prédéterminée régnant dans le frein de roue 3, donc aussi dans le maltre-cylindre 1, on atteint un niveau de pression pour lequel la force de pression dans la chambre de sortie 15 excède la force du ressort de compression 19 et déplace le piston étagé 6 vers la gauche, en considérant le dessin L'organe obturateur 13 du premier piston étagé 6 vient finalement au contact du siège de valve 14, de sorte que la communication hydraulique entre la chambre d'admission 12 et la chambre de sortie 15 est interrompue Si la pression croît encore dans le maître-cylindre 1, c'est alors en premier lieu la surface effi- cace du premier piston étagé 6 déterminée par le siège de valve qui prend effet. Pour une certaine pression dans le maitre-cylindre, l'organe obturateur 13 est finalement de nouveau décollé du siège 14, de sorte qu'une pression hydraulique accrue se propage, via la chambre d'admis- sion 12, à la chambre de sortie 15, donc aussi au frein 5 de la roue de l'essieu arrière L'accroissement de pression dans la chambre de sortie 15 a, par ailleurs, comme conséquence que le premier piston étagé 6 est déplacé, avec une force accrue, vers la gauche en considé- rant le dessin, de sorte que le premier passage de valve, 13, 14, est de nouveau fermé Si la pression croit encore dans le maître-cylindre 1, ce processus de mouvements se répète constamment, de sorte qu'il s'é- tablit, dans le frein 5 de la roue arrière, une pression réduite par rapport à celle du frein de la roue avant, le rapport de réduction de pression dépendant du rapport des surfaces efficaces des portions 10 et 11 du premier piston étagé 6 Dans la phase de montée en pression décrite, le deuxième piston étagé 7 se trouve à sa position extrême de droite sur la figure, position dans laquelle l'organe obturateur 27 est étroitement appliqué contre le siège de valve 28, et maintient fermée la communication entre le frein de roue 5 et le réservoir de récupération sans pression, 29 Si la force d'actionnement sur la pédale 2 diminue, la pression établie dans le frein 3 à l'avant du véhicule diminue également Toutefois, comme le premier passage de valve, 13, 14 est fermé, la pression dans la chambre de sortie 15, donc aussi, dans le frein 5 de la roue arrière, ne peut pas diminuer immédia- tement Or, une diminution de la pression dans le frein de la roue avant 3 a, par ailleurs, ce résultat que la composante de force char- geant le deuxième piston étagé dans la direction de la fermeture de son deuxième passage de valve 27, 28, est diminuée, de sorte que l'on atteint finalement un état dans lequel l'organe obturateur 27 se décolle de son siège 28 et établit une communication entre le frein 5 de l'es- sieu avant et le réservoir de récupération 29 sans pression Après l'ouverture du deuxième passage de valve, 27, 28, il y a donc aussi, pour une décroissance appropriée de la pression du maitre-cylindre, diminution de la pression dans le frein 5 et dans la chambre de sortie hydrauliquement reliée à ce frein 5, si bien que le premier piston étagé 6, sous l'effet de la force du ressort de compression, est déplacé vers la droite sur la figure, le premier passage de valve, 13, 14, s'ou- vrant et une communication hydraulique étant établie entre les freins 3 et 5 Le deuxième piston étagé 7 atteint de nouveau la position re- présentée sur la figure, position dans laquelle le deuxième passage de valve, 27, 28 est fermé Pendant la suite de la phase de relâchement des freins, le frein 5 est "dépressurisé", via le premier passage de valve, 13, 14, qui est ouvert, jusqu'à ce que la position de non-freinage soit atteinte. L'évolution des pressions que l'on peut obtenir avec le dis- positif de régulation décrit est illustrée par le diagramme dé pression représenté sur la figure 2 Ce diagramme représente la pression du frein en fonction de la pression du frein 3 Sur ce diagramme, on peut voir que les pression dans les freins 3 et 5 sont identiques jusqu'à une valeur pl, et que si la pression dans le frein avant 3 croit au-delà, la pression dans le frein arrière 5 croit alors de façon réduite, jusqu'à ce que la pression de freinage maximale p 2 soit finalement atteinte. L'exemple de réalisation représenté sur la figure 3 présente, pour ce qui est dispositif de régulation de pression 4, quelques modi- fications décrites ci-après Le premier piston étagé 6 est chargé, dans la direction de la fermeture de son passage avec valve, 13, 14, par un ressort de compression 37 Par contre, il n'y a pas de ressort dans la chambre annulaire 18 Dans le système de freinage représenté sur la figure 3, il y a en outre un dispositif de commande de pression 38 représenté schématiquement, lequel fournit-à la chambre annulaire 18 une pression de commande qui dépend du glissement de freinage de la roue Cette pression de commande charge également la surface efficace de la petite portion 25 du piston étagé 7 En outre, comme indiqué par la ligne en trait discontinu 39, le dispositif de commande de pression 38, agissant en fonction du glissement de freinage, exerce également une influence sur la pression dans-le frein 3 de la roue avant. Le mode de fonctionnement du système de freinage représenté su la figure 3 est quasi-identique à celui décrit en considérant la figure 1 Les différences consistent essentiellement en de que le premier piston étagé 6 est chargé dans la direction d'ouverture de son passage de valve 13, 14, non par la force d'un ressort de compression mais par une pression hydraulique A l'action de la force de la pression de commande dans la chambre annulaire 18 s'oppose un ressort de compres- sion 37 au moyen duquel on peut réaliser une adaptation aux conditions particulières du véhicule La surface efficace de la plus petite portion du deuxième piston étagé 7 est, elle aussi, chargée non plus par un ressort de compression mais par la pression de commande variant du dis- positif de commande 38 opérant en fonction du glissement de freinage Av E le système de freinage représenté sur la figure 3, on peut obtenir une évolution de pression correspondant qualitativement à celle représentée sur la figure 2 On obtient en outre, en fonction de la pression de commande venant du dispositif de commande de pression 38 opérant en fonction du glissement de freinage, un déplacement du coude que la caractéristique comporte en pil ( pression d'intervention),le déplacement du point d'intervention étant fonction de l'ampleur de la pression. REVENDICATIONS 1 Dispositif de régulation de pression destiné à être inséré dans une communication entre un frein d'une roue avant d'un véhicule automobile et au moins un frein d'une roue arrière de ce véhicule, ce dispositif établissant, en'fonction de la pression dans le frein de la roue avant, une pression hydraulique dans le frein de la roue arrière, deux pistons de valve fonctionnellement montés en parallèle étant agencés dans des alésages cylindriques dans lesquels ils peuvent être déplacés, contre uneforce de commande, par la pression du frein de la roue avant, la montée en pression dans ces freins cessant d'être por- portionnelle à partir d'une pression déterminable, dite pression d'in- tervention, au-delà de laquelle une pression réduite par rapport à celle du frein de la roue avant est établie dans le frein de la roue arrière, caractérisé en ce que les pistons de valve ( 6, 7) sont réalisés -sous forme de piston étagés guidés dans des alésages étagés ( 8, 9), en ce que les surfaces efficaces des étages à plus petit diamètre ( 10, 25) des pistons sont exposées à la pression du frein ( 3:) de la roue avant, et les surfaces efficaces des étages ( 11, 26) à plus grand diamètre des pistons exposées à la pression du frein ( 5) de la roue arrière, en ce qu'un organe obturateur ( 13) pour commander un passage de valve ( 13,14) entre lesdits freins ( 3,5) est formé sur le plus petit étage ( 10) du premier piston ( 6), et en ce qu'un organe obturateur ( 27) pour commander un passage de valve ( 27, 28) entre le frein ( 5) de la roue arrière et un réservoir de récupération sans pression ( 29) est formé sur le plus grand étage ( 26) du deuxième piston ( 7). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes obturateurs ( 13, 27) sur les étages ( 10, 26) des pistons forment, avec des sièges de valve correspondants ( 14, 28), des valves à siège. 3 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième piston étagé ( 7) est chargé, dans la direction de fermeture de son passage de valve ( 27, 28). 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le deuxième piston étagé ( 7) est chargé par un ressort de compression ( 36). il Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le deuxième piston étagé ( 7) est chargé, dans la direction de fermeture de son passage de valve ( 27, 28), par une pression hydraulique variable. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pression hydraulique variable est la pression de commande provenant d'un dispositif ( 38) de régulation du glissement de freinage. 7 Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier piston étagé ( 6) est chargé dans la direction d'ouverture de son passage de valve ( 13, 14). 8 -Dispositif selon la-revendication 7, caractérisé en ce qu'un ressort de compression ( 19) est agencé entre un carter ( 17) et le plus grand étage ( 11) du premier piston étagé ( 6). 9 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'i y a, entre les étages ( 16, 11) du premier piston étagé ( 6) et le carter ( 17), une chambre annulaire ( 18) à laquelle est amenée la pression de commande provenant d'un dispositif ( 38) de régulation du glissement de freinage. Dispositif selon la revendication 9,caractérisé en ce qu'un ressort de compression ( 37) agissant contre la force de la pres- sion de commande attaque le premier piston étagé ( 6). 11 Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par l'égalité des diamètres des plus grands étages ( 11, 26) des pistons, et par l'égalité des diamètres des plus petits étages ( 19, 25) des pistons. 12 Dispositif selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la précontrainte des ressorts de compression ( 19, 36, 37) est réglable. 13 Dispositif selon une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que les alésages étagés ( 8, 9) sont disposés dans le carter ( 17) avec leurs axes parallèles. 14 Dispositif selon une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que les surfaces efficaces des étages ( 10, 11; 25, 26) de chaque piston ( 6; 7) -sont dans un rapport de 1:2.