Brevet FR2549789A1 — publié le 19850201

La présente invention, concernant le freinage des véhicules, est plus spécifiquement relative à une valve de commande de pression des freins sensible à la charge et, dans son mode de réalisation préféré, elle fournit une val5 ve réductrice de la pression des freins, sensible à la charge, qui convient particulièrement bien pour réduire la pression des freins arrière (en comparaison de la pression des freins avant) d'un véhicule automobile à traction avant. Il est bien connu d'incorporer, dans le système 10 de freinage hydraulique d'une voiture automobile, une ou plusieurs valves réductrices de la pression des freins, sensibles à la charge De telles valves fonctionnent de manière que lorsque la pression de freinage du système dépasse une certaine limite (connue comme "pression d'in15 tervention"), toute élévation ultérieure de la pression des freins est pleinement transmise aux freins avant du véhicule, mais non complètement aux freins arrière du véhicule De telles valves comprennent des moyens pour détecter la charge du véhicule, afin de modifier la pression d'inter20 vention. Un moyen commode pour détecter la charge du véhicule consiste à détecter la force de ressort existant dans les ressorts de suspension du véhicule On a considéré jusqu'ici qu'il était impraticable d'appliquer toute la charge du ressort de suspension à l'organe de commande de la valve de réglage de pression En conséquence, divers moyens ont été proposés pour appliquer une certaine proportion de la charge du ressort à l'organe mobile de la valve de commande De telles combinaisons comprennent, de manière 30 typique, une série de leviers (comme dans le brevet des E.U A 4 150 855) ou l'utilisation d'un certain dispositif élastomère réducteur (comme dans le brevet britannique 1.557 006) ou l'usage d'une certaine combinaison hydraulique introduisant un certain support (comme dans le brevet 35 britannique 2 100 377 A) Dans tous les cas, on vise à appliquer un pourcentage fixe de la charge d'un ressort du véhicule à l'organe de commande de la valve réductrice de pression, de sorte que les forces totales auxquelles l'organe de commande est soumis sont faibles par rapport à la charge typiquement exercée sur le ressort du véhicule, mais néanmoins proportionnelles à la charge du ressort du véhicule. Bien qu'on ait généralement accepté la nécessité d'avoir un arrangement réalisant dans une certaine proportion la réduction de la charge du ressort, il est connu que de telles combinaisons présentent un certain nombre de désavantages En premier lieu, les composants doivent 10 être généralement fabriqués avec des tolérances assez critiques pour assurer que la charge appliquée sur l'organe de commande représente la proportion désirée de la charge totale du ressort Egalement, bien que l'arrangement proportionnel, tel qu'il est établi, puisse fonctionner de manière satisfaisante, il est inévitable qu'au cours de la durée d'usage du véhicule les performances diminuent, a moins d'entreprendre le remplacement régulier des composants critiques et/ou le réglage des valeurs critiques. a 4 Conformément à un aspect de la présente inven20 tion, il est prévu un ensemble de valve de commande de pression des freins sensible à la charge, qui comprend: un corps de valve; une entrée de fluide de frein dans le corps de valve; une sortie de fluide de frein dans le corps de valve; un piston de commande monté avec coulissement dans le corps de valve pour régler la communication entre l'entrée et la sortie, le piston de commande étant sollicité par la pression du frein à l'intérieur du corps de valve dans le sens tendant & isoler la sortie de l'entrée; un siège de ressort rigide, transmettant des forces, qui est rigidement relié au piston de commande, en définissant un siège pour le ressort de suspension du véhicule, ce qui fait que lors de l'utilisation la force du ressort de suspension sollicite le piston de commande dans le sens opposé à celui dans lequel il est sollicité par la pression 35 des freins à l'intérieur du corps de valve; et un ressort de compensation agissant sur le piston de commande dans le sens adapté à s'opposer au ressort de suspension, ce qui fait que la force nette appliquée au piston de commande est égale à la différence entre la force du ressort de suspension et la force du ressort de compensation. Dans la présente invention, on n'utilise pas de combinaison de réduction proportionnelle pour appliquer 5 une proportion de la charge du ressort de suspension du véhicule à l'organe de commande et en conséquence les problèmes exposés ci-dessus, associés à l'utilisation de combinaisons de réduction proportionnelle, sont surmontés. L'ensemble de valve de commande est par suite particulière10 ment peu coûteux à fabriquer et il est fiable et régulier au cours de son utilisation. Dans le cas de l'invention, la force nette appliquée au piston de commande est égale à la force totale du ressort de suspension, moins la force du ressort de compen15 sation Dans le mode de réalisation préféré, le déplacement du piston de commande est très réduit et par suite le ressort de compensation a une longueur pratiquement constante et applique une force pratiquement constante au piston. Ainsi la force nette appliquée au piston de commande est 20 égale à la charge du ressort de suspension du véhicule, qui varie à la fois selon la charge statique et la charge dynamique du véhicule, moins une valeur constante fixe. Afin de permettre au piston de commande de se déplacer à la pression d'intervention désirée contrairement 25 à la force de ressort relativement grande à laquelle il est soumis, le piston présente une aire de section transversale effective relativement grande On admettra normalement qu'une grande aire de section transversale d'un tel piston est indésirable, parce que le mouvement du piston absorberait un volume important de fluide d'application du frein Cette difficulté est surmontée dans le cas du mode de réalisation préféré, grâce à un contrôle précis des tolérances associées à la fabrication de la valve, ce qui fait que le déplacement axial total du piston de commande 35 reste très petit et qu'en conséquence le volume total du fluide absorbé par le système de freinage lors du mouvement du piston de commande est réduit de façon tout à fait acceptable. L'invention sera mieux comprise par la description ci-après d'un mode de réalisation de celle-ci, donné à titre d'exemple seulement, en se reportant aux dessins ci-annexés parmi lesquels: La figure 1 est une vue schématique montrant un mode de réalisation préféré de la présente invention, installé dans un système de suspension de véhicule. La figure 2 est une vue détaillée de la valve de commande de pression sensible à la charge. La figure 5 montre les caractéristiques de fonctionnement de la valve représentée sur la figure 2. Si l'on se réfère tout d'abord à la figure 1, on y voit le système de suspension d'une roue arrière d'un véhicule à entraînement par les roues avant Le système de 15 suspension comprend un bras I monté avec pivotement sur le corps 2 du véhicule pour permettre un déplacement vertical autour d'un axe 3 La roue 4 en contact avec la chaussée est montée à l'extrémité du bras I de manière classique et il est prévu un ressort à boudin 5, qui agit entre un siège de ressort supérieur 6 et un siège de ressort inférieur 7, de façon à procurer des caractéristiques de roulement convenables pour le véhicule. Le siège de ressort inférieur 7 n'est pas relié de façon rigide au bras de suspension 1, mais par contre il 25 est fixé de manière rigide au piston de commande 8 d'une valve 9 de réduction de pression, sensible à la charge Le corps 10 de la valve est monté sur un siège convenable 11 prévu sur le bras 1 Un ressort de compensation 12 agit entre le corps de valve 10 et le siège de ressort 7, ce qui fait qu'une partie de la charge du ressort de suspension 5 réagit sur le corps 10 par l'intermédiaire du ressort de compensation 12 et que la force nette agissant sur le piston de commande 8, dans le sens vers le bas, est égale à la différence entre la force exercée par le ressort de suspension 35 5 et celle du ressort de compensation 12. Si l'on se réfère maintenant à la figure 2, on y voit une coupe transversale agrandie de la valve 9 Le corps de valve 10 inclut une entrée de fluide hydraulique 13, destinée à etre reliée à une source de fluide d'application du frein, et une sortie de fluide hydraulique 14, destinée à 9 tre reliée à un ou plusieurs freins arrière. L'entrée 13 et la sortie 14 communiquent avec un perçage en gradin dans le corps de valve, comportant une partie supérieure 15 d'aire A en section transversale et une partie inférieure 16 ayant un diamètre supérieur à celui de la partie 15. Le piston de commande 8 est monté de façon cou10 lissante et étanche dans la partie supérieure 15 du perçage en gradin et porte une tête plus grande 17, qui est montée de façon coulissante et étanche dans la partie inférieure 16 du pergage Le perçage en gradin est fermé à son extrémité inférieure par un bouchon de fermeture 18. Un perçage 19 est formé dans le piston de commande 8 et fermé par un bouchon d'extrémité 20 présentant une face inférieure 21 qui peut etre en contact avec la face supérieure 22 du bouchon 18 Le bouchon 20 inclut un perçage central dont l'extrémité supérieure définit un siège 20 de valve 23, contre lequel une pièce de fermeture de valve 24 est sollicitée par un ressort de valve 25 Une broche 26 est fixée au bouchon d'extrémité 18 et s'étend audessus de la face 22 sur une distance telle que lorsque les faces 21 et 22 sont en contact, la pièce de fermeture 25 de valve 24 est maintenue dégagée du siège 25 à une petite distance, réglée avec précision, par exemple à 0,2 mm. Les composants étant ainsi agencés, un passage est établi entre l'entrée de fluide hydraulique 13 et la sortie de fluide hydraulique 14 par l'intermédiaire d'une chambre d'entrée 26, des passages radiaux 27 dans le piston de commande 8, du perçage central du bouchon 20, des fentes radiales 28 formées dans l'extrémité inférieure du bouchon et d'une chambre de sortie 29. Dans les conditions normales de charge (sur le 35 véhicule), lorsque les freins ne sont pas appliqués, la force exercée par le ressort de suspension 5 sur le siège de ressort 7 (S) sera supérieure à la force exercée sur le siège de ressort 7 par le ressort de compensation 12 (K) et en conséquence il y aura une force nette (S-K) agissant vers le bas sur le piston de commande 8 Ceci fait que les faces 21 et 22 resteront en contact et établiront une communication entre l'entrée 13 et la sortie 14. Lorsque les freins sont appliqués, la pression (P) à l'intérieur de la partie de perçage inférieure 16 s'élèvera jusqu'à ce que la force nette vers le haut agissant sur le piston de commande soit égale à la force de ressort nette vers le bas Après cela, le piston 8 s'élèvera 10 en permettant à l'organe mobile de valve 24 de s'appliquer sur son siège et d'interrompre la communication entre l'entrée 13 et la sortie 14 Au moment de la fermeture, la relation suivante sera satisfaite: S K = PA. Par la suite, tout nouvel accroissement de pression à l'entrée 13 entraînera une pression accrue relativement plus faible à la sortie 14 comme le comprendront bien les spécialistes. On notera qu'un très petit déplacement du piston 20 8 ( 0,2 mm dans l'exemple donné ci-dessus) est nécessaire pour amener l'organe mobile de valve 24 en contact avec son siège associé 23 Ceci a un certain nombre de conséquences. En premier lieu, le ressort de compensation 12 est soumis, en service, à une très petite déviation et par 25 suite il agit de façon & appliquer une force de ressort sensiblement constante au siège 7 Ainsi la force de ressort nette appliquéeau piston de commande sera égale à la force du ressort de suspension, laquelle varie selon la charge du véhicule, moins une valeur constante Ainsi, l'effort de ressort appliqué au piston de commande 8 traduira directement la charge du véhicule. En deuxième lieu, bien que l'aire effective A du piston de commande 8 soit en général relativement grande (typiquement 500 mm 2 ou plus), le petit déplacement du 35 piston signifie que, lors d'un mouvement du piston, un volume de fluide très peu important est absorbé par la valve de commande Par suite, la course de la pédale est maintenue dans des limites raisonnables. Le très petit déplacement que le piston doit faire peut être commandé facilement et avec précision, car il est exclusivement déterminé par la distance dont la broche 26 fait saillie au-dessus de la face 22 du bouchon d'extrémité 18 et par la longueur axiale globale du bouchon de fermeture 20 Ces deux facteurs peuvent être facilement contrôlés avec des tolérances précises Le diamètre relativement grand de piston 8 offre l'avantage que le frottement du joint, tendant & emp 8 cher le mouvement du piston, a une importance relativement faible Ceci permet de commander avec précision la pression d'intervention et d'avoir une pression d'intervention relativement basse. A son tour, ceci permet à la pression d'intervention d'être choisie avec plus de précision pour traduire les conditions 15 idéales sur une large gamme de charges du véhicule Par exemple, dans le cas d'un véhicule dans lequel la charge du ressort de suspension est de 2960 N, en ne prévoyant seulement que le poids du conducteur, et de 4286 N avec un plein chargement, il est possible d'arriver à une pres20 sion d'intervention souhaitable, pour le conducteur seul, de 1,5 N mm-2 et à une pression d'intervention, avec un plein chargement, de 4,0 N mm-2 Ceci est obtenu en utilisant une aire A de piston de compensation de 552 mm et une force de ressort de compensation K de 2078 N. En plus des avantages notés cidessus, les dimensions particulières des composants offrent les avantages additionnels qu'au cours d'un freinage rapide, l'intervalle de valve très petit commandé présente un obstacle à l'écoulement du fluide vers les freins arrière, qui empêche 50 que la pression des freins initiale qui est appliquée aux freins arrière ne s'élève au-dessus du niveau désiré par suite de l'effet d'une saute de pression En outre, au cas o la charge sur la suspension arrière serait réduite, une fois la pression d'intervention atteinte, par suite 35 d'un virage ou d'un freinage intense, la pression des freins à la sortie 14 sera rapidement réduite parce qu'un déplacement relativement petit du piston 8 produira une grande augmentation du volume de la chambre de sortie 29. REVETD CATI ONS 1 Ensemble de valve de commande de pression des freins sensible à la charge, comprenant: un corps de valve; une entrée de fluide de frein dans le corps de valve; une sortie de fluide de frein dans le corps de valve; et un piston de commande monté avec coulissement dans le corps de valve pour commander la communication entre l'entrée et la sortie, le piston de commande étant sollicité par la pression des freins à l'intérieur du corps de valve dans le sens tendant à isoler la sortie de l'entrée; caractérisé en ce qu'un siège rigide ( 7) de ressort transmettant les forces est rigidement relié au piston de commande ( 8) et définit un siège pour un ressort ( 5) de suspension du véhicule, ce qui fait qu'en service la force du ressort de 15 suspension ( 5) sollicite le piston de commande ( 8) dans un sens opposé à celui dans lequel il est sollicité par la pression des freins à l'intérieur du corps de valve ( 10); et un ressort de compensation ( 12) agit sur le piston de commande ( 8) dans le sens tendant à s'opposer au ressort de suspension ( 5), ce qui fait que la force nette appliquée au piston de commande ( 8) est égale à la différence entre la force du ressort de suspension ( 5) et la force du ressort de compensation ( 12). 2 Ensemble de valve de commande selon la reven25 dication 1, caractérisé en ce que l'entrée ( 13) est normalement en communication avec la sortie ( 14) et en ce que le déplacement du piston de commande ( 8) nécessaire pour interrompre cette communication est petit, ce qui fait que le ressort de compensation ( 12) ne change pratiquement pas 30 de longueur lors du déplacement du piston de commande ( 8) pendant le fonctionnement. 3 Ensemble de valve de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entrée ( 13) est normalement en communication avec la sortie ( 14) et en ce que 35 dans cet état normalement ouvert de l'ensemble, le piston de commande ( 8) s'appuie axialement contre le corps de valve ( 10) de façon à transférer au corps de valve ( 10) ladite force nette appliquée au piston de commande ( 8). 4 Ensemble de valve de commande selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que le piston de commande ( 8) définit un siège de valve ( 23) obturable par un organe de fermeture ( 24) logé à l'intérieur du piston de comman5 de ( 8) de façon à interrompre la communication entre l'entrée ( 13) et la sortie ( 14). Ensemble de valve de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une broche ( 26), fixée au corps de valve ( 10), maintient l'organe de fermeture ( 24) espacé du siège ( 23) lorsque la valve de commande se trouve dans son état normal. 6 Ensemble de valve de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une face d'extrémité ( 21) du piston de commarde ( 8) appuie contre le corps de valve 15 ( 10) entourant la broche ( 26) lorsque la valve de commande se trouve dans son état normal pour transférer au corps de valve ( 10) ladite force nette appliquée au piston de commande ( 8). 7 Ensemble de valve de commande selon la reven20 dication 6, caractérisé en ce que le piston de commande ( 8) inclut un corps de piston et un bouchon d'extrémité ( 20) fixé au corps de piston et fermant un pergage axial ( 19) formé dans le corps de piston, le siège de valve ( 23) étant formé sur l'extrémité intérieure du bouchon d'extrémité ( 20) et le bouchon d'extrémité ( 20) agissant effectivement pour retenir l'organe de fermeture ( 24) à l'intérieur du perçage axial ( 19). 8 o Ensemble de valve de commande selon la revendication 7, caractérisé en ce que la face d'extrémité ( 21) 30 du piston de commande ( 8), qui appuie contre le corps de valve ( 10), est une face d'extrémité du bouchon d'extrémité ( 20), ce qui fait que la distance entre cette face d'extrémité ( 21) du piston de commande ( 8), qui appuie contre le corps de valve ( 10), et le siège de valve ( 23), est égale à la longueur du bouchon d'extrémité ( 20), et l'espacement, dont l'organe de fermeture ( 24) est maintenu écarté de son siège associé ( 23), dans l'état normalement ouvert de la valve, est égal à la différence entre la longueur en saillie l de la broche ( 26) et la longueur du bouchon d'extrémité ( 20). 9 Ensemble de valve de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston de commande ( 8) délimite une chambre de sortie ( 29) qui est reliée en permanence à la sortie de fluide ( 14) et dont le volume augmente en réponse au mouvement du piston de commande ( 8), produit en service par une réduction de la charge sur les ressorts de sus10 pension une fois la valve de commande fermée Ensemble de valve de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ressort de compensation ( 12) agit entre le siège de ressort ( 7) et le corps de valve ( 10).