Brevet FR2549429A1 — publié le 19850125

L'invention se rapporte à un système de freinage hydraulique avec régulation du glissement de freinage, notamment pour véhicules automobiles, dans lequel il est prévu au moins un piston de ma Ttrecylindre pour actionner un frein de véhicule automobile, et dans lequel du fluide hydraulique provenant d'une source de pression auxiliaire, prélevé sur le frein de roue lors de la régulation du glissement de freinage, est introduit dans le frein de roue par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité souple qui, dans le maître-cylindre, assume une fonction de valve anti-retour, et en outre dans lequel la J O course d'actionnement du piston du maltre-cylindre peut être limitee par application de pression à un piston positionneur qu'une tige de ?istoa du maître-cylindre traverse en y étant guidée nvec étanchéité, ce piston positionneur étant lui-imme guidé, avec étanchéité et possi i Iite de déplacement axial, dans un carter. l 5 Dans un système de freinage proposé antérieurement, on utilise un matra-cylindre en tandem qui est actionrable par un amplifcateur de force hydraulique Cet amplificateur hydraulique présente un piston amplificateur qui porte une valvle de freinage par laquelle une pression proportionnelle à l'effort d'actionnement peut être etablie dans la chambre de pression de cet amplificateur hydraulique Un premier circuit de freinage, allant aux freins des roues de l'essieu arriste d'un vhicule automobile, est raccordé à la chambre de pression da l'amplifica' teur hydraulique Lors du déplacement du piston amplificateur, les chambres de travail du maître-cylindre en tandem sont mises sous pression. 25 Chaque chambre de travail du maître-cylindre en tandem possàde une liaison à un frein de roue qui se trouve de préference a l'essieu avant du véhicule Ainsi, au sein d'un système de freinage à trois circuits, les roues avant sont attaquées chacune séparément et statiquement, tandis que la commande des freins des roues arrière s'effectue dynamique30 ment Aux freins du véhicule sont associées des valves actionnables électromagnétiquement ("électrovannes"), qui sont subordonnées à des moyens de commande électroniques de façon telle que du fluide de pression puisse atre prélevé sur au moins l'un des freins du véhicule lorsque surviennent des valeurs du glissement de freinage critiques Le fluide de pression prélevé dans le circuit de freinage dynamiqueest im- médiatement remplacé, via la valve de freinage, par du fluide venant d'une source de pression auxiliaire Le fluide de pression prélevé sur les circuits statiques est remplacé parce que les faces que les pistons du maître-cylindre correspondants, comportent côté pédale, sont solli5 citées en pression, de sorte que du fluide peut pénétrer dans les chambres de travail du maître-cylindre et par un joint d'étanchéité souple ("manchette") assumant une fonction de valve anti-retour Afin d'assurer qu'un certain volume résiduel subsistera toujours dans les chambres de travail du maltre-cylindre en tandem, le système de freinage 10 présente un piston positionneur dont la face non tournée vers la pédale est, pendant la régulation du glissement de freinage, sollicitée par la pression régnant dans le circuit dynamique Le piston positionneut possède globalement une forme de cylindre creux et est guidé, par sa périphérie, cela avec étanchéité, dans un alésage du carter La tige de piston du maître-cylindre est guidée, avec étanchéité et possibilité de déplacement axial, dans l'alésage intérieur du piston positionneur En cas d'application de pression au piston positionneur, celui-ci se déplace, dans certaines conditions de fonctionnement, contre une extrémité élargie de la tige de piston du maître-cylindre et maintient ainsi 20 les pistons du maître-cylindre dans une position définie pour laquelle une réserve volumique suffisante subsiste dans les chambres de travail du maîtrecylindre en tandem Il s'est avéré qu'en cas d'application de pression dans certaines conditions, le piston positionneur rencontre brutalement l'extrémité élargie de la tige de piston du maître-cylindre, 25 ce qui provoque l'apparition d'un à-coup correspondant sur la pédale de frein Cet à-coup indique au conducteur du véhicule que la régulation du glissement de freinage est intervenue Par ailleurs, ce recul brutal de la pédale de frein peut aussi, dans des conditions de conduite déjà critiques par elles-memes, contribuer à distraire le conducteur des aléas 30 de la circulation La présente invention a donc pour but de perfectionner le système de freinage décrit, de façon qu'en cas de régulation le piston positionneur arrive relativement doucement au contact de l'extrémité élargie de la tige du piston du maître-cylindre. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le pis35 ton positionneur est un piston étagé dont la périphérie à petit diamètre est conjuguée au carter avec étanchéité, et par le fait que le piston étagé forme, avec l'endroit o l'étanchéité est réalisée, une chambre annulaire dont le volume dépend du déplacement de la pédale et qui présente, pour communiquer avec la surface terminale exposée à la pression en cas de régulation, une liaison étranglée avec une valve anti$ retour qui est fonctionnellement en parallèle et qui peut s'ouvrir vers ladite chambre annulaire Ainsi, lorsqu'une régulation du glissement de freinage intervient, il y a, enfermé dans cette chambre annulaire, un volume qui, lors de l'application de pression à la plus grande face du piston positionneur, s'échappe par la liaison étranglée En présence d'une telle sollicitation de pression, il y a d'abord pénétration de fluide de pression dans la chambre annulaire, puis un refoulement progressif du volume se trouvant dans cette chambre dans laquelle s'établit, au premier instant, une pression qui est supérieure à celle appliquée au piston positionneur et qui est progressivement atténuéevia l'étrangle15 ment Le piston positionneur ne se déplace donc pas brutalement contre l'extrémité élargie de la tige de piston du maître-cylindre, mais se met en mouvement avec un retard qui dépend de la section de la liaison étranglée On est ainsi assure, de façon avantageuse, que le piston positionneur viendra relativement doucement en butée contre l'extrémité élargie On 20 évite ainsi une secousse correspondante sur la pédale de frein Ce mode d'action contribue à l'accroissement du confort d'utilisation du système de freinage En outre, il est exclu que, dans des situations de circulation déjà critiques par elles-mêmes, le conducteur du véhicule soit distrait par une secousse sur la pédale de frein. 25 Il s'est avéré que des résultats particulièrement avantageux peuvent être obtenus si les surfaces annulaires efficaces du piston positionneur présentent un rapport entre ellesde 1:2 Avec un tel dimensionnement, il s'établit dans la chambre annulaire, au premier moment-de l'ap30 plication de pression au piston positionneur, une pression qui est double de celle appliquée au piston positionneur Pour exclure toute influence que des particules étrangères, par exemple des souillures dans le fluide hydraulique, pourraient exercer sur la section de l'étranglement, celui-ci est doté d'un élément filtrant agencé dans la chambre annulaire. Ainsi, il y a toujours un filtrage du fluide hydraulique dans la chambre 35 %v 2549429 annulaire lorsque du fluide passe par l'étranglement. D'une façon générale, l'étranglement peut être conçu et réalisé de diverses manières Par exemple, on peut prévoir de le réaliser sous la forme d'un canal d'étranglement On parvient à une solution simple du point de vue de la fabrication si le piston positionneur forme, dans la région de son plus grand diamètre, avec la tige du piston du maître- cylindre, un interstice annulaire d'o part un trou d'étranglement radial allant dans la chambre annulaire Dans ce cas, l'alésage du piston positionneur peut être très simplement élargi, dans 10 la région de la chambre annulaire, par une opération de tournage En perçant des trous d'étranglement radiaux, ce qui ne présente aucune difficulté particulière pendant la fabrication, on réalise la liaison étranglée Dans ce cas, on peut aussi envisager de forer des trous radiaux ayant une section relativement grande et de les équiper ensuite de bou15 chons dotés d'ajustages restricteurs d'un type commercial courant. L'effet retardateur qui se manifeste sur le piston positionneur est notablement amélioré si plusieurs trous d'étranglement, répartis sur le pourtour, vont à la chambre annulaire Avec ce développement avantageux, il est exclu que des forces de pression agissent d'un seul côté sur le 20 piston positionneur, de sorte que tout coincement de celui-ci est impossible En outre, l'aménagement de plusieurs trous d'étranglement accroît la fiabilité puisque la probabilité de leur obturation par des souillures est moindre Une telle modification de la section d'étranglement par des particules de souillure entraînées dans le fluide peut aussi être 25 évitée en appliquant un filtre annulaire sur les embouchures des trous d'étranglement. On parvient en outre à une solution avantageuse et simple si la valve anti-retour est réalisée sous la forme d'un joint d'étanchéité souple Il est en outre avantageux que des canaux de passage, allant de la 30 plus grande face du piston positionneur à la chambre annulaire, soient aménagés dans la périphérie de ce piston positionneur Pour-que le piston positionneur opère correctement, il est nécessaire que sa partie à grand diamètre soit guidée dans un alésage du carter Par ailleurs, il faut laisser subsister, entre cet alésage et la périphérie du piston position 35 neur, une section d'écoulement suffisamment grande C'est pour assurer l'existence de cette section d'écoulement suffisante que les canaux de passage axiaux sont prévus dans la périphérie du piston positionneur, laquelle est au contact de l'alésage du carter Les diamètres de l'alésage du carter et de la partie à grand diamètre du piston peuvent alors, dans ce cas, être étroitement ajustés l'un à l'autre, de façon que le piston positionneur dispose d'un excellent guidage dans l'alésage du carter Par ailleurs, les diamètres de l'alésage et de la partie à grand diamètre du piston positionneur peuvent aussi être dimensionnellement accordés en laissant subsis10 ter un interstice annulaire suffisamment grand entre piston positionneur et alésage du carter. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en se référant à la figure annexée 15 qui représente un mode de réalisation de l'invention. Sur la figure, la référence I désigne un carter doté d'un alésage 2 Un piston positionneur 3 est guidé dans cet alésage du carter Ce piston positionneur 3 présente globalement la forme d'un cylindre creux et reçoit dans son alésage axial 4 une tige 5 qui 20 est une tige de piston de maître-cylindre, à l'aide de laquelle un maître-cylindre 6 peut être actionné, ou, plus précisément, un frein de roue 8 peut être mis sous pression via une conduite de pression 7 raccordée au maître-cylindre 6 Lorsqu'une valve électromagnétique ("electrovanne") reçoit une excitation appropriée, la face du pis25 ton 9 du maître-cylindre située à droite sur la figure est reliée à une source de pression Il ce qui a pour effet que:du fluide pression, venant de la source de pression 11, peut pénétrer dans la chambre de travail 13 en franchissant un joint d'étanchéité souple 12 ("manchette") qui est agencé sur le piston 9 du maître-cylindre et qui assume une 30 fonction de valve anti-retour ouvrant vers une chambre de travail 13 du maître-cylindre 6 Un amplificateur hydraulique non représenté peut être agencé entre la source de pression Il et la valve 10 La tige de piston du maître-cylindre dépasse, vers la droite, hors de l'alésage axial du piston positionneur et est dotée d'un collet 14 qui, 35 moyennant un d Uplacement suffisant de la tige 5 du piston du maîtres cylindre, peut être mis en butée contre le piston positionneur 3. La tige 5 du piston du maltre-cylindre est actionnable au moyen d'une pédale de frein 15 Un amplificateur hydraulique peut également être inséré entre la pédale de frein 15 et la tige de piston 5 du maître5 cylindre. Le piston positionneur 3 ayant sensiblement la forme d'un cylindre creux présente, à son extrémité située à gauche en considérant la figure, un épaulement 16 La face terminale 17 située à cette extrémité du piston positionneur 3 peut, elle aussi, être exposée à la pression de lasource de pression Il lors de la commande de l'électrovanne 10. Après son épaulement 16, le piston positionneur 3 présente un diamètre réduit, de façon à former un étagement vers l'intérieur. Sur cet étagement est agencé un joint d'étanchéité souple 18 assumant 15 une fonction de valve anti-retour qui, pour une différence de pression suffisante, ouvre dans le sens allant de la surface terminale de gauche du piston positionneur vers une chambre annulaire 19 se trouvant à droite de l'épaulement 16 Au moyen d'un anneau d'étanchéité 20, la partie a petit diamètre du piston positionneur 3 est conjuguée avec 20 étanchéité au carter 1, l'anneau d'étanchéité 20 étant positionné dans l'alésage 2 du carter sans possibilité d'être déplacé axialement. Un trou d'étranglement radial 21, partant de la chambre annulaire 19, va à la surface du pourtour intérieur du piston positionneur 3 et débouche en cet endroit, dans un interstice annulaire 22 qui est 25 en communication hydraulique avec la chambre 23 bordant la surface terminale 17 L'embouchure du trou d'étranglement radial 21 dans la chambre annulaire 19 est recouverte d'un filtre annulaire 24. L'extrémité du piston positionneur 3 située à droite sur la figure porte un organe d'appui de ressort, 25, qui s'appuie lui-même 30 contre le carter 1 lorsque le dispositif est à la position de repos représentée Un ressort de compression 27 est agencé entre cet organed'appui 25 et un autre épaulement 26 du carter La chambre annulaire 28 recevant le ressort de compression 27 est fermée en soi et communique avec un récipient de retour sans pression, 29. Le fonctionnement du dispositif décrit est expliqué ci-après en adoptant, comme position initiale, la position de repos représentée dans laquelle la pédale de frein 15 n'est pas actionnée et le piston positionneur 3 est maintenu, sous l'effet du ressort de compression 27, à la position extrême située à droite sur la figure. Si une force d'actionnement F est appliquée sur la pédale de frein 15, la tige de piston du maître-cylindre se déplace à l'intérieur du piston positionneur 3 et provoque la mise sous pression de la chambre de travail 13 du maître-cylindre 6 ainsi que du frein de roue 8 Au cours de ce mouvement, la distance entre le collet 14 et le 10 piston positionneur 3 diminue jusqu'à ce que ces éléments 3 et 14 soient finalement en butée l'un contre l'autre Si la force d'actionnement augmente encore, le piston positionneur 3 est déplacé vers la gauche, contre la force du ressort de compression 27, la chambre annulaire s'agrandissant alors. Si la pression dans le frein de roue, 8, a augmenté à un point tel que la rotation de la roue se situe dans une plage de glissement de freinage critique, du fluide est alors prélevé au frein de kque, cela par des électrovannes non représentées, de sorte que la pression diminue dans le frein de roue En mdme temps, des moyens élec20 troniques de contrôle du glissement de freinage non représentés font passer l'électrovanne 10 à une position pour laquelle la chambre 23 est reliée à la source de pression. Le fluide de pression sollicitant la face terminale 17 se propage, via le joint d'étanchéité souple 18, dans la chambre annu25 laire 19 De ce fait, il se produit dans la chambre annulaire 19, en fonction des surfaces annulaires efficaces dont on a doté le piston positionneur 3, un accroissement de pression qui a pour effet que du fluide de pression est refoulé de la chambre annulaire 19 à la chambre 23, via le trou d'étranglement radial 21 Cela a pour effet 30 que le volume de fluide de pression inclus dans la chambre annulaire 19 diminue de sorte que le piston positionneur 3 est déplacé avec une vitesse relativement faible, vers la droite en considerant la figure. Si, par suite d'une diminution de pression appropriée dans le frein de roue 8, le comportement en rotation de la roue est Iedevenu normal, l'électrovanne 10 est alors ramenée à sa position initiale, ce qui fait tomber la pression dans la chambre 23 La tige 5 du piston du maître-cylindre peut alors être de nouveau déplacée dans la direction d'actionnement, avec le piston positionneur 3, contre 5 la force du ressort de compression 27, du fluide hydraulique pénétrant alors dans la chambre annulaire 19 en surmontant la résistance relativement faible du joint d'étanchéité souple 18. 10 REVENDICATIONS 1 Système de freinage hydraulique avec régulation du glissement de freinage, notamment pour véhicules automobiles, dans lequel il est prévu au moins un piston de maître-cylindre pour actionner un frein de véhicule automobile, et dans lequel du fluide hydraulique, provenant d'une source de pression auxiliaire, prélevé sur le frein de roue lors de la régulation du glmement de freinage, est introduit dans le frein de roue par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité souple, qui, dans le maîtrecylindre, assume une fonction de valve anti-retour, et en outre dans lequel la course d'actionnement du piston du maître-cylindre peut être limitée par application de pression à un piston positionneur qu'une tige de piston du maître-cylindre traverse avec étanchéité et qui est guidé avec étancléité pour un déplacement axial, dans un carter, ce système étant caractérisé en ce que le piston po15 sitionneur ( 3) est un piston étagé dont la périphérie à petit diamètre est conjuguée au carter ( 1) avec étanchéité, et an ce que le piston étagé ( 16) forme, avec l'endroit ( 20) o l'étanchéité est réalisée, une cambre annulaire ( 19) dont le volume dépend du déplacement de la pédale et qui présente, pour communiquer avec la surface terminale ( 17) 20 exposée à la pression en cas de régulation, une liaison étranglée ( 21) avec une valve anti-retour ( 18) qui est fonctionnellement en parallele et qui peut s'ouvrir vers ladite chambre annulaire ( 19). 2 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport des surfaces annulaires efficaces du piston positionneur 25 ( 3) est de 1:2. 3 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un élément filtrant 24 est agencé dans la chambre annulaire ( 19). 4 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison étranglée ( 21, 22) est réalisée sous la forme d'un canal 30 d'étranglement. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que, dans la région de son plus grand diamètre, le piston positionneur ( 3) forme, avec la tige ( 5) du piston du maître-cylindre, un interstice annulaire ( 22) d'o part un trou d'étranglement radial ( 21) allant à 35 la chambre annulaire ( 19). 6 Système selon les revendications I et 4, caractérisé en ce que plusieurs trous d'étranglement ( 21) répartis sur le pourtour vont à la chambre annulaire ( 19). 7 Système selon les revendications 3 et 6, caractérisé en ce qu'un filtre annulaire ( 24) est appliqué sur les embouchures des trous d'étranglement ( 21). 8 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valve anti-retour est réalisée sous la forme d'un joint d'étanchéité souple ( 18). 9 Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que des canaux de passage axiaux allant de la plus grande face terminale ( 17) du piston positionneur ( 3) à la chambre annulaire ( 19) sont prévus dans la périphérie du piston positionneur ( 3).