Brevet FR2559723A1 — publié le 19850823

La présente invention concerne un système hydraulique de frei- nage avec contr6le du glissement, destiné notamment à des véhicules automobiles, comprenant un mattre-cylindre-actionné par un amplificateur hydraulique d'effort, des valves étant prévues entre le maître-cylindre et les freins de roue reliés au maltre-cylindre qui permettent de prélever du liquide de pression sur les freins deroue tandis que le liquide de pression prélevé sur lesdits freins de roue peut être compensé à par- tir de la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique, dans lequel le piston du maitre-cylindre est conçu sous la forme d'un pis- ton étagé et une surface annulaire du piston du maltre-cy- lindre éloignée de la chambre de travail est prévue pour être soumi- se à la pression de la chambre de travail, et dans lequel la chambre délimitée par la surface annulaire peut être reliée à un ré- setvoir par l'intermédiaire d'une valve manoeuvrable en fonction de la course, conformément à la demande de brevet DE 33 38 249.2. Un système hydraulique de freinage pour véhicule automobile est décrit dans la demande de brevet ci-dessus référencée, dans le cadre de laquelle un mattre-cylindre en tandem est utilisé pour assurer l'alimentation en pression des freins de roue. Ledit mattre-cylindre en tandem est, quant à lui, commandé par un amplificateur hydraulique dont la chambre de pression peut recevoIrpar l'intermédiaire d'une valve de freinage,une pression hydraulique proportionnelle à l'effort d'actionnement appliqué à la pédale de frein. Le piston du maetre- cylindre est conçu sous la forme d'un piston étagé et délimi- te, avec une surface annulaire proche de la pédale, une chambre qui peut être mise en communication avec un réservoir d'alimentation sans pression par l'intermédiaire d'une valve manoeuvrable en fonction de la course. Ladite valve est constituée pour l'essentiel d'un trou débouchant radialement dans le carter du mattre-cylindre, ledit trou étant normalement fermé par l'étage de plus grand diamètre du piston du mattrecylindre et étant libéré lorsque le piston du mattre-cylindre a effectué un déplacement axial prédéterminé. Le trou débouchant ra- dialement dans le carter du maltre-cylindre peut donc être désigné par le terme de trou de mise à l'air. Lors du relâchement des freins et pendant les opérations norma- les de freinage, des valves commandées par une unité électronique de contr8le du glissement assurent une communication hydraulique.en- tre la chambre délimitée par la surface annulaire du piston du maître- cylindre et la chambre de travail du maitre-cylindre, Par conséquent, aeule Ig gurfgce transversale de l'étage de plus petit diamètre du piston du matre-cylindre assure lé mise en pression de la chambre de tra- vail du mattre-cylindre. Durant le contrôle, ceci provoque l'isola- tion de la chambre délimitée par la surface annulaire du piston du maîtrecylindre au moyen d'une valve de commutation. Simultanément, la chambre de travail du maltre-cylindre est soumise à la pression dynamique régnant lans la chambre de pression du servofrein hydrau- lique. Une force de rappel est exeréede sur le piston du maltre-cylin- dre par la pression existant alors dans la chambre de travail. Si le perçage débouchant radialement dans le carter du maltre-cyl!indre est toujours ferme par la surface périphérique du piston du maltre-cylin- dre, ce dernier ne sera pas rappelé. A l'inverse, le piston du mattre- cylindre sera rappelé lorsque le perçage débouchant radialement dans le carter du maître-cylindre a déjà été dégagé par la surface péri- phérique du plus grand étage lu piston du maltre-cylindre. dans ce cas, le liquide de pression passe de la chambre délimitée par la sur- face annulaire du piston du maitre-cylindre cSté pédale dans le réser- voir d'alimentation de pression par l'intermédiaire du perçage débou- chant radialement dans le carter du maître-cylindre et par l'intermé- diaire d'une valve de commutation commandée en conséquence. Le mouve- ment de rappel dure Jusqu'à ce que le perçage débouchant radialement dans le carter du maltre-cylindre soit à nouveau fermé par la surfa- ce périphérique du plus grand degré du piston du maître-cylindre. Dans ces conditions, la chambre délimitée par le piston du mattre- cylindre se trouve de nouveau isolée du point de vue hydraulique. Dans le système décrit, le fait que le perçage débouchant radialement dans le carter du maitre-cylindre doive nécessairement présenter une section transversale relativement réduite doit être con- sidéré comme un inconvénient, D'une part, le di.ensionnement relati- vement faible du perçage débouchant dans le carter du maître-cylindre risque de limiter le mouvement de rappel du piston du mattre-cylindre lors de la mise en pression de la chambre de travail, mais, d'autre part, l'usure du joint annulaire placé au niveau du plus grand étage du piston du maître-cylindre est moins grande. En revanche, ce type de perçage d'étranglement peut etre obstrué accidentellement par des impuretés présentes dans le système de frein. L'un des objectifs de la présente invention est donc de per- feettonner un système de fre$n hydraulIque tel que décrit précédemment de manière à éliminer autant que poQssble les défaillances imputables à la présence d'impuretés dans les conduites de pression, Ce but est atteint par la présente invention en ce qu'un élément annulaire placé à l'apposé à la surface annulaire est muni d'un canal axial relié au réservoir, et en ce que qu'un élé- ment d'étanchéité à précontrainte élastique est appliqué contre l'orifice du canal axial et est conçu pour se décoller dudit orifice lorsque le piston du maltre-cylindre se déplace. Dans une telle réa- lisation, le canal axial peut Atre avantageusement dimensionné de ma- nière à éviter, avec la plus grande probabilité possible, toute ob- struction indésirable due à des impuretés. En outre, cet agencement permet de réduire considérablement l'usure du joint annulaire placé au niveau de plus grand étage du piston du maître-cylindre. Dans une réalisation avantageuse de l'invention, un premier ressort de compression est appliqué contre l'élément d'étanchéi- té, ledit ressort prenant appui sur une rondelle élastique reposant sur un gradin du piston du maitre-cylindre. Par ailleurs, il est prévu un collier relié à l'élément d'étanchéité, qui traverse la rondelle et qui peut être solidarisé à ladite lame. Par conséquent, lorsque le piston du maltre-cylindre se déplace, la rondelle se déplacera elle aussi dans le sens d'actionnement du frein sous l'action du ressort de compression inter- calé entre la rondelle et l'élément d'étanchéité, ledit élément d'étan- chéité obturant à ce moment le canal axial pratiqué dans l'élément annulaire. Au-delà d'une course de déplacement du piston du mattre- cylindre prévue au stade de la conception, le collier vient en engagement avec la rondelle et l'élément d'étanchéité se décolle de l'orifice du canal axial de l'élément annulaire, de sorte qu'une liaison hydrauli- que peut s'établir entre la chambre délimitée par la surface annulai- re c8sté pédale du piston du mattre-cylindre et le réservoir d'alimen- tation sans pression. A ce sujet, il est avantageux de prévoir un se- cond ressort de pression entre la rondelle et l'élément annulaire pour maintenir la rondelle en permanence contre le gradin du piston du ma tre- cylindre. Les différents objets et caractéristiques de l'invention se- ront 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, un système de freinage en coupe transversale, - la figure 2, une vue en coupe d'une valve manoeuvrable en fonction de la course. Les mgmes pièces sont désignées par des numéros de référence identiques. Sur la figure, le numéro de référence 1 désigne un amplificateur hydraulique d'effort servant à actionner un mattre-cylindre en tandem 2. L'amplificateur hydraulique comprend une valve de freinage 3 disposé sensi- blement parallèlement à l'axe d'un piston d'amplificateur 4 ou des pistons , 6 du maître-cylindre. Ladite valve de freinage 3 est reliée par une com- mande par levier 7 à une tige 9 reliée à une pédale de frein 8. L'amplifica- teur hydraulique 1 comprend par ailleurs une chambre de pression 10 qui, lorsque le freins sont en position relachée, communique avec un réservoir d'alimentation sans pression 11 au travers de la valve de freinage 3. Lorsqu'une force est appliquée à la pédale de frein 8, le liquide de pression passe d'un accumulateur de pression hydropneumatique 12 dans la chambre de pression 10 de sorte qu'une- pression proportionnelle à la force de commande s'établisse dans la chambre de pression 10. Le piston 5 du mattre-cylindre est disposé coaxialement au pis- ton d'amplification 4 et peut être déplacé dans le sens de l'actionnement par une tige 13 intercalée entre les pistons 4 et 5. Le piston 5 du mattre-cylindre est conçu sous la forme d'un piston étagé dont l'étage de plus faible diamètre 14 est tourné vers le piston d'amplification 4 tandis que l'étage de plus grand diamètre délimite une chambre de travail 16 dans le mattre-cylindre 2. En fonctionnement normal, ladite chambre de travail 16 communique avec le réservoir d'alimentation sans pression 11 par l'intermédiaire d'une valve manoeuvrable en fonction de la course 17. Entre les étages 14 et 15, le piston 5 du maitrecylindte comprend une surface annulaire 18 qui délimite une chambre annulaire 19. Le piston 6 dumaitre-cylindre est disposé coaxialement aux pistons 5 et 6 et peut être déplacé dans le sens de l'actionnement par la pression qui s'établit dans la cham- bre de travail 16. Le piston 6 du maitre-cylindre délimite une seconde chambre de travail 20 qui, lorsque 1 freirs sont en position relâchée, communique avec le réservoir d'alimentation sans pression I1l par l'intermédiaire d'une valve 21 correspondant à la valve 17. Dans la première chambre de travail 16 débouche un orifice de carter 22 auquel sont reliés des freins de roue 25, 26 par l'inter- médiaire de valves de commande à deux voies/deux positions 23, 24 à commande électromagnétique, lesdits freins étant implantés par exem- ple sur l'essieu arrière d'un véhicule automobile. Avec la chambre de travail 20 du maître-cylindre 2 communique un orifice de carter 27 au- quel sont reliés des freins de roue 30, 31 par l'intermédiaire de val- ves à commande électromagnétique 28, 29, lesdits freins étant implan- tés par exemple sur l'essieu avant d'un véhicule automobile Entre les valves à commande électromagnétique 23, 24, 28, 29 qui sont commandées par une unité électronique de contr$le du glissement non représentée et qui sont normalement en position ouverte,sont prévues des valves à deux voies/deux positions à commande glectromagnétique 32, 33, 342 qui sont elles aussi commandées par l'unité électronique de con- trôle du glissement non reprgsentge et qui sont normalement en posi- tion fermée. Une conduite de retour commune 36 aboutissant au réser- voir d'alimentation sans pression 11 est reliée aux valves de comman- de a deux voies/deux positions à commande électromagnétique 32, 33, 34, 35. En commandant de manière appropriée les valves de commande à deux voies/deux positions correspondant aux freins de roue 25, 26, 30, 31, il est possible de maintenir constante la pression dans chacun desdits freins de roue 25, 26, 30, 31 ou de la réduire, quelle que soit la pression existant dans les chambres de travail 16, 20, ce qui permet d'écarter tout risque de blocage imminent. Le maure-cylindre 2 comporte un autre orifice de carter 37 qui débouche radialement dans une chambre annulaire 38. La liaison entre l'orifice de carter 37 et les chambres de travail 16, 20 du maltre-cylindre 2 peut être établie par l'intermédiaire d'une chambre annulaire 38 et de manchons d'étanchéité 39" 40 tenant lieu de valve 30. anti-retour. Lorsque le freins sont en position relâche et lors du fonctionnement normal des freins (sans contrôle du glissement), le- dit orifice de carter 37 est en communication avec le réservoir d'a- limentation sans pression 11 par l'intermédiaire d'une valve de comman- de à trois voies/deux positions 41, d'un orifice de carter 42, d'une chambre 43 du carter et d'un orifice de carter 44. La valve de com- mande à trois voies/deux positions 41 est reliée à la chambre de pres- sion 10 de 'ampiilur hydraulique 1 par l'intermédiaire d'un orifi- ce 62 du carter et des conduitesde pression correspondantes. Ladite valve de commande à trois voies/deux positions 41 est également commandéepar l'unité électronique de contrôle du glissement non re- présentée et, lorsqu'elle est actionnée, elle relie la chambre de pression 10 de l'amplificateur hydraulique 1 à la chambre circonférentiel- le annulaire 38. Un autre élément constitutif du système de frein conforme à l'invention est une valve de commande à deux voies/deux positions 45 qui est normalement en position ouverte et assure donc une liaison entre la ehambre de travail 16 du maître-cylindre 2 et la chambre annulaire 19. Cette valve est actionnée en fonction de la pression et est commutée en position fermée dès que la chambre circonfgrentielle annulaire 38 est mise en communication avec la chambre de pression 10 de l'amplifica- teur hydraulique 1. En conséquence, la pression régnant dans la chambre de pression 10 du servofrein hydraulique I permet de manoeu- vrer une autre valve de commande à deux voies/deux positions 46 qui est normalement en position fermée. D'une part, ladite valve de com- mande a deux voies/deux positions 46 est reliée à l'orifice de carter 42 et au réservoir d'alimentation sans pression 11. D'autre part, une conduite de pression relie ladite valve de commande à deux voies/deux positions 46 à un orifice de carter 47, ledit orifice de carter 47 communiquant hydrauliquement avec un canal axial 49 prati- qué dans un élément annulaire 50. Comme on le voit en détail à la figure 2, le canal axial 49 est unm élément constitutif d'une valve manoeuvrable en fonction de la course 51, dans laquelle un élément d'étanchéité 52 est normalement sollicité par un ressort de compression 53 et appliqué contre l'orifice du canal axial 49. Ledit ressort de compression 53 s'appuie sur une rondelle élastique 54 qui repose sur un gradin 55 du piston 5 du maître-cylindre et contre lequel elle est maintenue en butée par un ressort de compression 56. L'extrémité du ressort de compression 56 placé à l'opposé de la rondelle 54 porte sur un élément annulaire 50. Sur l'élément d'étanchéité 52 est fixé un collier 57 qui traverse la rondelle 54 et qui, en se déplaçant, peut venir on engage- ment positif avec la rondelle 54 apres un déplacement prédéterminé du piston du maître-cylindre et de la rondelle 54. La valve 17 permettant d'interrompre la liaison hydraulique entre la chambre 19 et le réservoir d'alimentation sans pression Il est constitué pour l'ssc.tiel d'un canal 58 du carter débouchant dans la chambre 19. A ane distance relativement réduite de l'orifice du canal 2-559723 58 et à l'opposé de celui-ci est prévu un élément d'étanchéité 59 qui est supporté par une butée 60 sur le piston 5 du maître-cylindre lorsque les freins sont en position relâchée. Entre l'élément annulaire 50 et l'élé- ment d'étanchéité 59 est intercalé un autre ressort de compression 61 qui, lorsque le piston du maître-cylindre se déplace, maintient l'élément d'étanchéité 59 en appui contre l'orifice du canal de carter 58. Le mode de fonctionnement du système de frein décrit sera maintenant expliqué en détail, en partant de la position dans laquelle les freins sont relâchés, aucune force de commande n'est appliquée à la pédale de frein 8 et toutes les pièces sont dans la position représentée sur la figure, Lorsqu'un effort d'actionnement est appliqué à la pédale de frein 8, la chambre de pression 10 de l'amplificateur hydraulique 1 est d'abord isolée du réservoir d'alimentat1on caris pression Il au moyen de la val- ve de freinage 3. Au dela d'une course de comande prédéterminée, du liquide de pression est envoyé par l7lateréediaire de la valve de freinage 3, de l'accumulateur de pressie% hydropneumatique 12 dans la chambre de pression 10, la pression s',tablissant à l'intérieur de la chambre de pression 10 étant proportionnelle à la force de commande exercée sur la pédale de frein 8. Dès que la pression hydraulique à l'intérieur de la cham- brç de pression 10 de l'amplificateur hydraulique 1 dépasse un niveau spé- cifique, le piston d'amplification 4 se déplace vers la gauche, en regardant la figure,et son mouvement est transmis au piston 5 du ma tre-cylin- dre par la tige 13. Apres que le piston 5 du maître-cylindre ait parcou- ls ru une course réduite, la valve 17 se feïme, isolant ainsi -la chambre de travail 16 du réservoir d'alimentation sans pression 11, La valve 17 étant fermée, le piston du mattre-rylndre poursuit son déplacement, ce qui entrane l'établissement d'une pression hydraulique dans la chambre de travail 16, ladite pression provoquant un déplacement du piston 6 du maltre-cylindre dans le rens de l'actionnement. Il y a également établissement d'une pression dans la seconde chambre de tra- vail 20 du maltre-cyltndre 2. La pression hydraulique engendrée dans les chambres de travail 16, 20 est transmise aux freins de roue 25, 26, 30, 31 et le véhicule est freiné. *5 Au travers de la valve de commande à deux voies/ deux positions ouverte 45, la pression régnant à l'intérieur de la première chambre de travail 16 parvient également à la chambre annulaire 19 de façon que seul l'étage de piston 14 de plus faible diamètre assure la mise en pression de-la première chambre de travail 16. Lorsque l'unité électronique de contrôle du glissement non représentée détecte des valeurs de glissement critiques sur une ou plusieurs roues du véhicule placées sous contr8le, la valve de comman- de à trois voies/deux positions 41 effectue une commutation pour que la chambre annulaire 38 du maître-cylindre 2 soit mise en communica- tion avec la chambre de pression 10 de l'amplificateur hydraulique 1. En outre, la pression de la chambre de pression 10 de l'amplificateur hydrau- lique est transmise aux orifices de commande des valves de com- mande à deux voies/deux positions 45, 46 et commute lesdites valves. La commutation de la valve de commande à deux voies/deux positions 45 a pour effet d'isoler hydrauliquement la chambre annulaire 19. La com- mutation de la valve de commande à deux voies/deux positions 46 met en communication l'orifice 47 du carter et le réservoir d'alimenta- tion sans pression 11. Dans l'exemple suivant, on supposera qu'une valeur de glis- sement critique apparaît au niveau de la roue du véhicule corres- pondant au frein de roue 30. Dans un premier temps, l'unité électro- nique de contr81e du glissement provoque la fermeture de la valve de commande à deux voies/deux positions 28, à la suite de quoi la liaison entre la chambre de travail 20 du maître-cylindre 2 et le frein de roue 30 est interrompue et la pression à l'intérieur du frein de roue reste constante, quelle que soit la pression à l'intérieur de la chambre de travail 20. Si la durée pendant laquelle la pression est maintenue constante ne suffit pas à provoquer une ré-accélération de la roue, la valve de commande à deux voies/deux positions 32 est à son tour commutée et du liquide de pression reflue du frein de roue 30. Le liquide de pressionprdlevé au frein de roue 30 de cette maniè- re est envoyé de la chambre circonférentielle annulaire 38 à la cham- bre de travail 20 par l'intermédiaire du manchon d'étanchéttg 39. Du liquide de pression est de meme envoyé dans la chambre de travail 16 par l'intermédiaire du manchon d'étanchéité 40, à condition qu'un prélè- vement de liquide ait été effectué sur les freins de roue 25 et 26. Si le contr8le du-glissement commence à un moment o le ca- nal axial 49 est encore fermé par l'élément d'étanchéité 52, la pé- dale de frein 8 ne sera pas rappelée dans la mesure o, bien que la face extrême de i'éta:e 15 de plus fort diamètre du piston 5 du mat- tre-cylindre soitsoumise à la pression régnant dans la chambre de pression 10 de l'amplificateur hydraulique 1 dans la direction du relâche- ment des freins, le volume de liquide de pression enfermé dans la chambre annulaire 19 agit comme une barrière hydraulique. Toutefois, si le canal axial 49 est déjà libéré par le collier 57 ou par l'élément d'étanchéité 52 au commencement du contr8le de glissement, la pédale de freinage 8 est rappelée car la face extrême de l'étage 15 de plus fort diamètre est déplacé dans la direction de relâchement des freins et le liquide de pression peut s'échapper de la chambre annulaire 19 par le canal axial 49, l'orifice de carter 47 et la valve de commande à deux voies/deux po- lo sitions 46 ouverte pour aboutir dans le réservoir d'alimentation sans pression 11. Grâce à l'action de la valve à deux voies/deux positions 46 prévue lors de la conception, ce mouvement de rappel est amorti. Dès que l'élément d'étanchéité 52 est revenu en appui contre l'orifi- ce du canal axial 49, le rappel du piston 5 du maître-cylindre et de la pédale 8 est termine. Pendant l'opération de relâchement des freins, les séquences de déplacement décrites sont inversées juqu'à ce que le système de frein retrouve la position indiquée sur les figures. REVENDICATIONS 1. Système hydraulique de freinage avec contrôle de glissement, destiné notamment à des véhicules automobiles, comprenant un mattre-cylindre actionné par un amplificateur hydraulique d'effort, des valves étant prévues entre le mattre-cylindre et les freins de roue reliés au mattre- cylindre qui permettent de prélever du liquide de pression sur les freins de roue tandis que le liquide de pression prélevé sur lesdits freins de roue peut être compensé à partir de la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique, dans lequel le piston du maútre-cy- lindre est conçu sous la forme d'un piston étagé et une sur- face annulaire du piston du mattre-cylindre éloignée de la qhambre de travail est prévue pour 9tre soumise à la pression de la chambre de travail, et dans lequel la chambre délimitée par la surface an- nulaire peut être reliée à un réservoir par l'intermédiaire d'une val- ve manoeuvrable en fonction de la course, caractérisé en ce qu'un élément an- nulaire (50) placé à l'opposé de la surface annulaire (18) est muni d'un canal axial (49) relié au réservoir d'alimen- tation sans pression (11), et en ce qu'un élément d'étanchéité à pré- contrainte élastique (52) est appliqué contre l'orifice du canal axial (49), ledit élément (52) étant conçu pour se décoller dudit orifice lors du déplacement du piston (5) du mattre-cylindre. 2. Système hydraulique de freinage conforme à la revendication l, caractérisé en ce qu'un premier ressort de compression (53) est ap- pliqué contre l'élément d'étanchéité (52), ledit ressort de compression prenant appui sur une rondelle élastique (54) reposant sur un gradin (55) du piston (5) du maître-cylindre. 3. Système hydraulique de freinage conforme aux revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un collier (57) est relié à l'élément d'é- tanchéité (52), traverse ladite rondelle (54) et peut venir en engagemnet positif avec ladite rondelle élastique. 4. Système hydraulique de freinage conforme à une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un second res- sort de compression (56) est intercalé entre la rondelle (54) et l'élément annulaire (50).