Brevet FR2550748A1 — publié le 19850222

Régulateur de La force de freinage dépendant de La charce Pour véhicules. La présente invention, concernant le freinage des véhicules, est plus spécialement relative à un régu5 lateur réglant la force de freinage et dépendant de la charge, pour des véhicules, et d'un genre qui comprend: une chambre d'entrée, qui peut être reliée à une source de fluide sous pression commandée, en particulier à un maitre-cylindre des freins; une chambre de sortie, qui peut être reliée à aux moins un cylindre de frein de roue; deux pistons à déplacement, dont l'un limite la chambre d'entrée et l'autre, la chambre de sortie; une transmission qui relie entre eux les deux pistons à déplacement et qui présente un rapport de transmission variable dépendant de la charge; et une soupape qui relie la chambre de sortie à la chambre d'entrée, tant que la pression fournie par la source de fluide sous pression ne dépasse pas une valeur pré20 fixée. Avec les véhicules dont l'essieu arrière n'est que faiblement chargé lorsque le véhicule n'a pas de chargement, il est de règle de relier directement les cylindres de frein des roues avant à un maître-cylindre des freins; 25 tandis que les cylindres de frein des roues, en ce qui concerne les roues arrière, sont reliés au maitre-cylindre des freins par l'intermédiaire d'un régulateur de force de freinage commun ou chacun par l'intermédiaire d'un régulateur dépendant de la charge De tels régulateurs de la force de freinage sont habituellement établis de façon que la pression dans les cylindres de frein des roues arrière monte jusqu'à une pression de commutation de la même manière que la pression dans le maître-cylindre des freins, tandis qu'au-dessus de la pression de commutation la pression dans les cylindres de frein des roues 10 arrière s'accroît encore d'une certaine fraction de l'augmentation de pression dans le maître-cylindre De cette façon on vise à s'approcher de la variation idéale de pression, pour laquelle la pression dans les cylindres de frein des roues arrière croit, dans l'ensemble, sensi15 blement de façon parabolique par rapport à la pression dans les cylindres de frein des roues avant. Dans de nombreux véhicules le gradient de la valeur variable idéale de la pression est différent, dans l'état du véhicule charge, de celui qu'il aurait à vide Pour de tels véhicules on a développé des régulateurs de force de freinage dépendant de la charge du genre exposé dans l'introduction, qui abaissent relativement moins la pression dans les cylindres de frein des roues arrière-par rapport à la pression dans le maitre-cylindre des freins lorsque le véhicule est chargé, que dans l'état o il est vide. Ainsi on connait par les publications allemandes 41 879 et 29 48 839 des régulateurs de force de freinage du genre exposé, dans lesquels les deux pistons à 30 déplacement sont disposés parallèlement l'un à l'autre et dans lesquels la transmission reliant ces pistons comporte un organe à bascule L'axe de pivotement de l'organe à bascule peut être déplacé en fonction de l'état de chargement du véhicule au moyen d'une tringlerie, de façon que les bras de levier des deux pistons se modifient en sens inverse par rapport à l'axe de pivotement suivant l'état du chargement La soupape disposée entre les chambres d'entrée et de sortie est une soupape réductrice de pression, qui est commandée par 5 le piston à déplacement limitant la chambre de sortie. Conformément à la publication allemande 30 41 879, la soupape réductrice de pression est suspendue avec une certaine course perdue à un piston en gradin qui comportent deux surfaces frontales agissantes de grandeurs 30 différentes, dont la plus petite supporte en permanence la pression dans la chambre d'entrée et dont la plus grande est constamment exposée, par l'intermédiaire d'un raccordement séparé, à la pression dans un circuit des freins des roues avant Avec un circuit de freins des 15 roues avant en bon état, le piston en gradin laisse la soupape réductrice de pression libre se fermer lorsqu'elle est commandée de façon correspondante par le piston à déplacement respectif limitant la chambre de sortie. Mais si le circuit de freins des roues avant est en panne, 20 le piston en gradin maintient la soupape réductrice de pression dans une position dans laquelle elle ne peut se fermer, de sorte que la pression du maîtrecylindre des freins est appliquée, sans être réduite, aux cylindres des freins des roues arrière. Cependant il n'est possible dans aucun cas de laisser monter plus fortement la pression dans les cylindres de freins des roues arrière que dans le maîtrecylindre de frein Ceci s'applique également à un autre régulateur de force de freinage du genre ici considéré, 30 qui est déjà connu par la publication allemande (Auslegschrift) 1 240 421 Avec ce régulateur de force de freinage, les deux pistons à déplacement sont disposés à angle droit l'un par rapport à l'autre et la transmission qui les relie comporte un levier coudé qui s'appuie par ses bras sur les deux pistons à déplacement correspondants. a 550748 Au sommet formé par les deux bras, repose un galet qui peut rouler sur une surface de roulement plane, disposée avec inclinaison par rapport aux axes des deux pistons. La surface de roulement est capable de pivoter en fonc5 tion de l'état du chargement du véhicule, autour d'un axe de pivotement qui passe, à l'angle droit par rapport aux axes des deux pistons à déplacement, par le point de rencontre de ces axes Le rapport de transmission de cette transmission peut varier en fait entre 1:2 et 2:1; mais 10 la pression dans la chambre de sortie ne peut jamais dépasser la pression dans la chambre d'entrée, car la soupape entre ces deux chambres ne le permet pas Avec les rapports de transmission indiqués pour la transmission et si la surface du piston, côté sortie, a une grandeur 15 double de celle de la surface du piston, côté entrée, le rapport de pressions de ce régulateur connu de la force de freinage peut varier entre environ 1:1 et 4:1. Il pourrait être souhaitable d'avoir une augmentationde pression dans les cylindres de frein des 20 roues arrière, qui soit plus forte que l'augmentation de pression dans le maître-cylindre des freins pour les véhicules dont la charge utile porte principalement sur l'essieu arrière Ceci s'applique à la plupart des camions, mais aussi aux voitures automobiles personnelles qui comportent, derrière l'essieu arrière, un grand volume de coffre. C'est pourquoi l'invention a pour objet de perfectionner un régulateur de force de freinage, dépendant de la charge et du genre décrit dans l'introduction, de 30 manière à ce qu'il puisse s'adapter, mieuxque les régulateurs de force de freinage connus à différentes répartitions de la charge sur les essieux. Ce problème est résolu, conformément à l'invention, grâce au fait: que les surfaces utiles des deux pistons à déplacement ont sensiblement la même grandeur, au moins approximativement et que la soupape est commandée, indépendamment des deux pistons à déplacement, par un plongeur de soupape qui est sensible à la pression de la chambre d'entrée et qui est, au moins approximativement, indifférent à la pression de la chambre de sortie. De cette façon on obtient un rapport de pression entre les chambres d'entrée et de sortie qui peut être plus grand ou plus petit que 1:1, chaque fois d'après le rapport de transmission mécanique, réglé, suivant la charge, de la transmission et qui peut être particulièrement ben adapté à la charge de cet essieu sur-lequel le frein ou les freins sont montés avec le régulateur de 15 force de freinage conforme à l'invention Cormme son rapport de pressions peut être au-dessus ou au-dessous de 1:1, le régulateur de force de freinage selon l'invention peut être monté au choix en amont des freins des roues avant ou arrière. Pour obtenir le résultat fixé, l'invention sera encore conçue de manière à ce que la soupape comporte un corps obturateur établi sur le plongeur de soupape et un siège de soupape annulaire, à l'intérieur duquel et à l'extérieur duquel règnent constamment et respectivement la pression de la chambre d'entrée et la pression de la chambre de sortie; le plongeur de soupape est fermé de façon étanche au voisinage du corps de fermeture contrairement à la pression dans la chambre de sortie sur une section 30 transversale qui a, au moins approximativement, la même grandeur que la section transversale du siège de soupape; et le plongeur de soupape comporte une surface utile écartée du siège de soupape, laquelle est constamment 35 exposée à la pression de la chambre d'entrée et est plus grande que la section transversale du siège de soupape. Un exemple de réalisation de l'invention est exposé dans ce qui suit en se référant à des dessins schématiques comportant d'autres détails Sur ces dessins: la figure 1 représente un régulateur de force de freinage dépendant de la charge, en coupe axiale, et la figure 2 est la section transversale suivant II-II de la figure 1. Le régulateur de force de freinage représenté comporte un carter 10 incluant un perçage de raccordement 10 12 pour recevoir un conduit venant d'un maître-cylindre de freins, non représenté Le pergage de raccordement 12 est relié à une pré-chambre 14 qui est reliée par une soupape de limitation de pression 16 à un cylindre 18. Dans le cylindre 18 un piston 20, soutenu par un ressort 15 22, est guidé etdbce fait maintenu normalement dans la position représentée, dans laquelle un prolongement 24 du piston 20 maintient la soupape 16 de limitation de pression ouverte Ce n'est que lorsque dans le cylindre 18 une certaine pression maximale admissible est atteinte 20 que cette pression déplace le piston 20, contrairement à la résistance du ressort 22, vers la gauche sur le dessin, de sorte que la soupape 16 de limitation de pression se ferme. Le cylindre 18 est constamment relié par un canal 25 26 à une chambre d'entrée cylindrique 28 qui est limitée par un premier piston à déplacement 30 A la chambre d'entrée 28 se raccorde une soupape 32, 34 qui est formée par un siège de soupape 32 disposé dans le carter 10, ainsi que par un corps obturateur 34 et qui est ouverte à l'état 30 de repos, comme le montrent les figures l et 2 Le corps obturateur 34 constitue une extrémité en forme de champignon d'un plongeur de soupape 36 et est adjacent à une douille 38, qui entoure une partie 40 du plongeur de soupape 36 en la guidant avec étanchéité Sur le plongeur de 35 soupape 36 il existe en outre un collet 42 qui est soupape 36 il existe en outre un collet 42 qui est directement guidé dans le carter 10 de façon étanche et enfin une portion 44 qui est également guidée avec étanchéité dans un bouchon 46. Le siège de soupape 32 présente une surface de 5 section transversale A 32 qui, dans l'exemple représenté, est exactement aussi grande que la surface de section transversale A 40 de la portion 40 Si cette égalité des surfaces ne peut être complètement réalisée pour des raisons de construction, elle doit en tout cas être ob10 servée autant que possible approximativement et il est alors préférable que A 32 soit plutôt un peu plus petite que A 40 Le collet 42 présente une surface de section transversale A 42 qui est bien plus grande que A 32 et A 40. Enfin la portion 44 à une surface de section transversale 15 A 44 quiconcide autant que possible exactement, avec A 40, la douille 38 et le bouchon 46 comportent donc des perçages de même diamètre, concordent autant que possible exactement Lors du dimensionnement du collet 42, il est important que la différence de surfaces A 42 A 44 soit 20 nettement plus grande que A 32. Entre le collet 42 du plongeur de soupape 36 et le bouchon 46 il est formé un espace 48 qui est constamment relié au canal 26 par un canal 50, de sorte que dans le volume 48 il règne toujours la même pression que dans la 25 chambre d'entrée 28 Cette pression exerce sur le collet 42 une force qui tend à rapprocher le plongeur de soupape 36 de la chambre d'entrée 28 et par suite à fermer la soupape 32, 34 Un ressort de soupape 52, contraint entre la douille 38 et le collet 42, agit en sens con30 traire et son effet n'est surmonté que si la pression dans la chambre d'entrée 28, et par suite aussi dans le volume 48, a franchi une valeur déterminée. Dans le plongeur de soupape 36 on a pratiqué un canal longitudinal 54, qui commence entre l'extrémité du corps de fermeture 34 et la douille 38 et qui débouche dans une rainure annulaire 56 pratiquée dans la portion 44 du plongeur de soupape 36, cette rainure communiquant en permanence avec un canal de liaison 58 qui traverse le bouchon 46 aussi bien que le carter 10 Le canal longitudinal 54 est fermé à l'extrémité du plongeur de soupape 36, opposée au champignon obturateur 34, de sorte qu'il n'est pas relié à un volume 60 formé derrière cette extrémité dans le bouchon 46 Cependant le volume 60 est relié par un canal d'équilibrage 62, ménage dans le plongeur de soupape 36, au volume compris entre la douille 38 et le collet 42, dans lequel le ressort de soupape 52 est disposé. Le canal de liaison 58 relie la rainure annulaire 56 à une chambre de sortie 64 qui est limitée par 15 un deuxième piston à déplacement 66 et continuellement reliée à un perçage de raccordement 68 Au perçage de raccordement 68 des cylindres de freins des roues, non représentés, peuvent être raccordés, ceux-ci pouvant être, suivant le cas d'utilisation, des cylindres de 20 freins des roues avant ou de freinsdes roues arrière. Le deuxième piston à déplacement 66 est précontraint par un ressort 70, incorporé dans la chambre de sortie 64, dans le sens de l'expansion de cette chambre Les deux pistons à déplacement 30 et 66 s'appuient 25 chacun avec articulation contre une branche 72 ou 74 d'un levier coudé Au sommet du levier coudé, formé par les deux branches 72 ou 74, repose un galet 76 qui peut rouler sur une surface de roulement plate 78 La surface de roulement 78 est établie sur un organe de réglage 80 30 en forme de fourche, dont le pivotement autour d'un axe 82 peut être réglé conformément à la charge du véhicule correspondant L'axe 82 est dirigé à angle droit vis-àvis des axes géométriques des deux pistons à déplacement et 66 et passe par le point d'intersection de ces 35 deux axes géométriques, avec chacun desquels la surface de roulement 78 fait, comme représenté, un angle de 45 pour une charge moyenne du véhicule En d'autres termes, la surface de roulement 78, lors d'une charge moyenne de véhicule, est dirigée à angle droit par rapport à la bissectrice de l'angle formé par les axes géométriques des deux pistons à déplacement 30 et 66. Lorsqu'au début d'un freinage du fluide sous pression est amené sous une pression moyenne dans le perçage de raccordement 12, il s'écoule encore par la soupape de limitation de pression 16, la chambre d'entrée 28, la soupape 32, 34, le canal longitudinal 54 et le canal de liaison 58 dans la chambre de sortie 64 et arrive, à partir de là, par le perçage de raccordement 68 sous une pression non diminuée dans le cylindre de frein de roue ou les cylindres de frein de roue connectés. Les surfaces de section transversale A 40, A 42 et A 44, ainsi que les ressorts de soupape 52, sont dimensionnés de façon que la soupape 32, 34 se ferme alors sensiblement lorsque la pression est suffisamment grande pour 20 appliquer doucement les garnitures de frein contre le disque ou tambour du frein ou de chaque frein raccordé. Après fermeture de la soupape 32, 34, il ne peut plus y avoir de fluide sous pression de la chambre de sortie 64 qui soit amené par le trajet décrit, car lorsque la 25 pression continue à croître dans la chambre d'entrée 28 le plongeur de soupape 36 appuie seulement plus fermement encore son corps obturateur 34 contre le siège de soupape 32 La continuation de l'accroissement de pression dans la chambre d'entrée 28 a cependant pour conséquence que 30 le premier piston à déplacement 30 soit déplacé vers l'extérieur dans le carter 10, ce qui fait que dans la position normale représentée de l'élément de réglage 80 le piston à déplacement 66 soit déplacé vers l'intérieur d'une même distance. Si les deux pistons à déplacement 30 et 66, comme représenté, ont la même section transversale, le deuxième piston à déplacement 66 chasse de la chambre de sortie 64 le même volume de fluide sous pression que celui qui est amené à la chambre d'entrée 28, pour 5 déplacer le premier piston a déplacement 30 Ce volume chassé de la chambre de sortie 64 ne peut plus refluer par la soupape fermée 32, 34 et ne peut non plus ouvrir celle-ci, car le plongeur de soupape 36 n'est pas influencé, à cause des rapports exposés des surfaces de sec10 tion transversale utile, par des augmentations de pression dans la région située derrière la soupape 32, 34 Le volume de fluide sous pression chassé hors de la chambre de sortie 64 arrive donc en totalité dans les cylindres des freins raccordés Dans la position moyenne représentée de l'élément de réglage 80, le régulateur de force de freinage ne se comporte donc pas, après la fermeture de la soupape 32, 34, autrement que précédemment; le rapport de transmission de pression du régulateur de force de freinage est de 1:1. Mais lorsque l'élément de réglage 80 est dévié d'un côté ou de l'autre hors de sa position moyenne représentée, le rapport de transmission mécanique se modifie dans la transmission formée par le levier coudé 72, 74, le galet 76 et l'élément de réglage 80 avec sa 25 surface de roulement 78 De la même manière, avec la grandeur concordante représentée des surfaces de section transversale des deux pistons à déplacement 30 et 66, le rapport des pressions se modifie également Si l'élément de réglage 80 par exemple est dévié de 32 dans un sens ou 30 dans l'autre hors de sa position moyenne, le rapport de pression devient 1:1,6 ou 1:0,6. il REVENDICATIONS 1 Régulateur de force de freinage dépendant de la charge, pour véhicule, comportant: une chambre d'entrée ( 28), qui peut être reliée à une 5 source de fluide sous pression commandée, en particulier à un maltrecylindre des freins; une chambre de sortie ( 64), qui peut être reliée à au moins un cylindre de frein de roue; deux pistons à déplacement ( 30, 66) dont l'un limite 10 la chambre d'entrée ( 28) et l'autre, la chambre de sortie ( 64); une transmission ( 72, 80), qui relie l'un à l'autre les deux pistons à déplacement ( 30, 66) et qui a un rapport de transmission modifiable en fonction de la 15 charge, et une soupape ( 32, 34) qui relie la chambre de sortie ( 64) et la chambre d'entrée ( 28), tant que la pression fournie par la source de fluide sous pression ne dépasse pas une grandeur prédéterminée, 20 caractérisé en ce que les surfaces utiles des deux pistons à déplacement ( 30, 66) ont la même grandeur, au moins approximativement; et la soupape ( 32, 34) est commandée, indépendamment 25 des deux pistons à déplacement ( 30, 66), par un plongeur de soupape ( 36) qui est sensible à la pression de la chambre d'entrée ( 28) et, au moins approximativement, indifférent à la pression de la chambre de sortie ( 64). 2 Régulateur de force de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que: la soupape ( 32, 34) comporte un corps obturateur ( 34) formé sur le plongeur de soupape ( 36) et un siège de soupape ( 32) à l'intérieur duquel la pression de la 35 chambre d'entrée ( 28) règne continuellement et à l'extérieur duquel la pression de la chambre de sortie ( 64) règne continuellement le plongeur de soupape ( 36) est rendu étanche au voisinage du corps obturateur ( 34) à l'égard de la pres5 sion de la chambre de sortie ( 64) sur une section transversale (A 40) qui a au moins, approximativement, la même grandeur que la section transversale (A 32) du siège de soupape ( 32) et le plongeur de soupape ( 36) comporte une surface 10 utile (A 42 A 44) écartée du siège de soupape ( 32), laquelle est exposée continuellement à la pression de la chambre d'entrée ( 28) et qui est plus grande que la section transversale (A 32) du siège de soupape ( 32).