Brevet FR2608540A1 — publié le 19880624

La présente invention concerne un répartiteur de pression, notamment destiné à être utilisé dans un système de freinage commandé par un fluide sous pres- sion, du type comprenant un bottier muni d'au moins une entree de fluide sous pression et d'une sortie de fluide sous pression, la liaison entre l'entrée et la sortie correspondante étant commandée par une valve pilotée par une force de pilotage proportionnelle à une force d'en- trée, le répartiteur de pression étant agencé à peu près totalement à l'intérieur d'un ressort de suspension. On utilise des répartiteurs, ou correcteurs, de pression du type cidessus; par exemple, dans des véhicules automobiles, pour répartir la pression de freinage entre les essieux avant et arrière en fonction de la charge du véhicule. Le document DE-A-30 O1 415 décrit un répartiteur de force de freinage asservi à la charge de ce type, dans lequel une réduction de la force transmise par le mécanisme de suspension doit être réa- lisée par l'intermédiaire d'un élément de caoutchouc en- fermé qui applique une force par une fraction prédéter- minée de sa surface,-à un élément de transmission pour que ce dernier actionne à son tour la valve dans le sens de l'ouverture. L'inconvénient de ce répartiteur consiste en ce que l'élément en caoutchouc déplace certes les moyens formant valve dans le sens de l'ouverture sous l'effet de la charge exercée sur le ressort de suspen- sion, mais qu'il ne peut plus se produire de mouvement de retour pour fermer la valve, car l'élément de caout- chouc enfermé n'est pas capable d'exécuter le mouvement de rappel nécessaire pour cela. En outre, un autre in- convénient consiste en ce que, avec le temps, l'élément de caoutchouc subit une modification de ses caractéris- tiques, ce qui fait obstacle à l'obtention d'une répar- tition précise. Le but de l'invention est donc d'améliorer la précision de répartition d'un répartiteur de pression du type décrit plus haut. Selon l'invention, ce problème est résolu par un répartiteur de pression du type cité, caractérisé en ce que pour transformer la force d'entrée en une force de pilotage, on utilise un fluide enfermé par une mem- brane, la force étant transmise à la valve dans le sens de l'ouverture par une partie de la surface de la mem- brane. La solution apportée par l'invention permet d'actionner la valve à l'aide d'une force de pilotage qui est exactement proportionnelle à la force d'entrée. En outre, pendant la réduction de la pression, on peut obtenir une caractéristique presque exempte d'hystéré- sis. En outre, le fait que la valve est composée d'un siège de valve logé dans un piston de répartition et d'un organe obturateur de valve chargé par un ressort et associé à ce siège, contribue à permettre d'obtenir une répartition de grande précision. Selon une forme particulièrement avantageuse de réalisation de l'invention, la membrane est consti- tuée par une membrane roulante, qui comprend des protu- bérances radiales circonférentielles entre tous les éléments qui se déplacent les uns par rapport aux au- tres et qui agissent sur la membrane, comme une portée de ressort, un manchon d'apouiet un plateau d'appui de piston, la membrane roulante étant d'une configuration appropriée pour permettre des mouvements de roulement satisfaisants, en évitant ainsi la déformation ou même la détérioration de la membrane. Pour permettre de régler la pression de com- mutation pour 1 ' adapter avec précision aux différentes spécifications, il est prévu un ressort de réglage in- tercalé entre le corps et le plateau d'appui du piston. Ceci permet de régler avec précision sur les données spécifiques du véhicule automobile la pression de com- mutation asservie à la charge, lorsque le répartiteur de pression est utilisé en tant que répartiteur de for- ce de freinage dans un véhicule automobile. Les éventuelles influences perturbatrices par frottement qui s'exercent sur le comportement de répar- tition sont réduites à un minimum par le fait qu'une bague de glissement est interposée entre la portée de ressort et le manchon d'appui. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexes, donnés uniquement à titre d'exemple; - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un mode de réalisation de l'invention, constituée par un réparti- teur du type simple; et - la figure 2 est une coupe longitudinale d'un mode de réalisation de l'invention réalisé sous la forme d'un répartiteur double. Le répartiteur de pression représenté à la fi- gure 1 comprend un corps 1 possédant un contour extérieur épaulé, qui est muni d'un alésage central, étagé, et d'un perçage de raccordement à l'entrée 2 et d'un perçage de raccordement à la sortie 3. Le corps 1 est solidaire de la caisse suspendue du véhicule. L'alésage central axial du corps renferme la majeure partie du piston de réparti- tion 5, qui peut se déplacer axialement et qui, d'un cô- té, est monté à joint étanche dans la partie de petit diamètre de l'alésage central tandis que, de l'autre cô- té, il est guidé à travers un élément de fermeture 6 qui est fixé à une bague d'arrêt, à joint étanche, dans l'é- paulement de grand diamètre de l'alésage central. L'ex- trémité du piston de répartition 5 dirigée vers la sor- tie est munie d'un perçage axial 7 qui communique avec un perçage transversal 8. La communication entre l'entrée et la sortie s'établit au moyen de ces deux perçages. A l'extrémité du perçage axial étagé 7 qui est tourné vers le perçage de raccordement à la sortie 3, est prévu un siège de valve 10, monté à joint étanche par sertissage. Le siège de valve 10 enferme à l'inté- rieur de l'étage central de l'alésage axial 7 un élément mobile de valve 11 qui est précontraint vers le siège par un ressort de valve 13. Le siège de valve 10 fait partiellement sail- lie en dehors du piston de commande, et dans ladite par- tie saillante, est ménagé un perçage transversal qui est en communication avec le perçage de passage axial du siège de la valve, dans lequel est logée une tige d'ac- tionnement 12. Le perçage de passage-axial du siège de valve 10 et la tige de commande 12 présentent à leurs extrémités dirigées vers l'élément mobile de valve 11, un accroissement de section qui retient la tige de com- mande en l'empêchant de tomber. Entre le perçage transversal 8 et l'extrémité du piston de répartition qui fait face à la sortie, est prévue une coupelle d'étanchéité 15 disposée dans une gorge annulaire correspondante de la surface cylindrique du piston de répartition 5, cette bague assurant l'étan- chéité entre le piston et le corps 1. Le piston 5 est monté à joint étanche dans l'élément de fermeture 6 au moyen d'une autre coupelle d'étanchéité 16, qu'une bague d'arrêt 17 maintient en position. La bague d'arrêt 17 coopère avec une bague de butée 18 pour limiter la cour- se de retour du piston 5 et qui est prévue entre la ba- gue d'arrêt 17 et le perçage transversal 8 du piston ré- partiteur 5. L'extrémité du-piston 5 qui fait saillie en dehors du corps 1 est rendue solidaire par un joint sou- dé avec un plateau d'appui de piston 1 constitué par une pièce de tôle emboutie en forme de chapeau et qui entou- repartiellement l'extrémité du piston de régulation qui fait saillie en dehors du corps. Le ressort de réparti- tion 21 est monté dans la région marginale, radialement extérieure, en forme de cuvette, de ce plateau d'appui. Le ressort de répartition 21 est en appui par son autre extrémité sur un épaulement extérieur du corps et il est constitué par un ressort de compression hélicoïdal. Le plateau d'appui de piston 20 attaque par sa face inférieu- re externe une membrane 22 réalisée sous la forme d'une membrane roulante et qui, le long de son bord, est munie d'un bourrelet par lequel elle est fixée à la portée de ressort 23, au moyen d'une bague de retenue 24. La por- tée de ressort 23 en forme de godet entoure la majeure partie du répartiteur complet et elle est attaquée, au voisinage de son rebord rabattu vers l'extérieur en for- me de collerette, dans la direction axiale, par le res- sort de suspension 25, dont l'autre extrémité prend ap- pui sur une partie non suspendue (non représentée). Un manchon d'appui 30, qui est fixé au corps 1 à une extrémité par sertissage, est guidé axialement dans la portée de ressort 23 et comprend, à son autre extrémité, un arrondi de fermeture recourbé en U, qui est rabattu à la façon d'un collet, et qui attaque la membrane 22, laquelle épouse la forme de cet arrondi de fermeture. Dans la chambre fermée 29, qui est formée par la membrane 22 et par le fond de la portée de res- sort 23, est emprisonné un fluide approprié, par-exem- ple, une huile de silicones. Entre les parties d'extré- mités à profil en U de la bague de retenue 24 qui atta- que la membrane 22 et le manchon d'appui 30, ainsi qu'en- tre le plateau 20 d'appui du piston et la partie d'extré- mité à profil en U du manchon d'appui 30 qui entoure le plateau 20 d'appui 10, la membrane 22 forme des protubé- rances arrondies qui font saillie dans le sens qui s'é- loigne du fond de la portée de ressort 23, en permettant ainsi à la membrane d'effectuer un mouvement de roule- ment en réponse à un mouvement relatif entre les parties précitées. La surface annulaire de la membrane 22 com- prise entre la partie cylindrique de la portée de res- sort 23 et la partie d'extrémité du manchon d'appui 30 peut être librement choisie et modifiée dans les limites d'un intervalle prédéterminé, par un rétrécissement ap- proprié du manchon d'appui dans cette zone, de manière à faire varier la relation entre la force de pilotage exer- _cée sur la valve et la force d'entrée exercée par le res- sort de suspension 25. La surface de paroi cylindrique du manchon d'appui 30 est partiellement entourée par une bague de glissement 31 interposée entre le manchon d'appui 30 et la portée de ressort 23, pour réduire le frottement en cas d'un mouvement de la portée de ressort par rapport au manchon d'appui. La bague de glissement 31 comprend une deuxième partie 32, possédant une épaisseur de paroi réduite, sur laquelle est sertie la bague de retenue 24 qui entoure cette partie 32. Une région centrale 33 de la bague de glissement 31 est d'une épaisseur de paroi minimum et munie d'évidements répartis sur sa circonfé- rence. Pour éviter les infiltrations d'eau ou de corps étrangers, l'intervalle annulaire compris entre la portée de ressort 23 et le manchon d'appui 30 est fermé par un joint d'étanchéité 34. Dans l'état sans pression du système de freina- ge, le répartiteur de pression est dans la position re- présentée sur le dessin. Si le circuit de freinage est mis sous pression par une source de fluide sous pression, à travers le perçage de raccordement à l'entrée 2, le fluide sous pression est envoyé, à travers le perçage transversal 8, le perçage axial 7 et la valve 10, 11, ouverte par la tige d'actionnement 12, au perçage de raccordement à la sortie 3 et aux freins qui communi- quent avec cette sortie. La pression exercée sur la fa- ce avant du piston de répartition engendre une force qui tend à repousser le piston de répartition hors de l'alésage central du corps. Dès qu'une distance prédé- terminée a été parcourue par le piston 5, la tige d'ac- tionnement 12 s'écarte du corps 1, de sorte qu'elle n'est plus capable de maintenir la valve 10, 11 ouverte. L'élément mobile 11 de la valve est poussé en appui sur le siège 10 de cette valve par la force du ressort de valve 13, en fermant ainsi le passage entre l'entrée et la sortie. Dans sa région comprise entre le plateau d'ap- pui de piston 20 et la bague de butée 18, le piston de répartition est de plus petit diamètre que dans la ré- gion comprise entre la bague de butée 18 et l'extrémité du piston tournée vers la sortie. De cette façon, en présence d'une nouvelle augmentation de la pression, transmise par l'intermédiaire du perçage de raccordement à l'entrée, il s'exerce sur le piston 5 une force sous l'effet de laquelle ce piston est légèrement repoussé en arrière dans l'alésage central du corps, la tige d'ac- tionnement 12 rouvrant alors la valve 10, 11. Pendant l'augmentation de la pression, le piston 5 se déplace donc dans les deux sens, en une succession rapide, la valve 10, 11 s'ouvrant et se fermant continuellement, et la pression de sortie étant réduite par rapport à la pression d'entrée dans un rapport égal à celui des sur- faces soumises aux pressions. La portée de ressort 23 est repoussée vers le corps 1 à un degré plus ou moins élevé, par le ressort de suspension 25, en réponse à la charge exercée par la roue, le fluide enfermé dans la chambre 29 étant mis sous pression en réponse à la charge. La pression engen- drée dans la chambre 29 correspond au quotient de la force d'entrée appliquée par le ressort de suspension 25, issue de la charge de la roue, par la surface de la section de diamètre A. Sous l'effet de cette pression, une force de réaction est appliquée au plateau d'appui du piston et, de cette façon, au piston 5, cette force de réaction correspondant au produit de ladite pression par la sur- face de la section de diamètre B. Il se produit donc une réduction de force en- tre la charge de la roue et la force de pilotage du piston de répartition 5. Le piston 5 est chargé par cet- te force de pilotage dans le sens de l'ouverture de la valve 10, 11, en fonction de la charge. Ceci se traduit par une augmentation de la pression de commutation, qui peut être adaptée aux conditions exigées par un véhicule automobile prédéterminé, par le choix de la caractéris- tique élastique du ressort de répartition 21 et par le rapport entre les surfaces sur lesquelles s'exerce la pression. En cas de chute de pression à l'entrée, le pis- ton 5 se déplace tout d'abord à l'extérieur de l'alésage central du corps 1 dans une mesure qui amène la bague de butée 18 à venir buter contre la bague d'arrêt 17, de sorte que la pression de sortie diminue sous l'effet de l'augmentation du volume de la chambre de sortie. Ensui- te, il se produit une réduction de pression à la sortie, par le fait que la pression excessive à la sortie repous- se l'élément mobile 11 de la valve à l'encontre de la force du ressort 13 de la valve, en ouvrant ainsi la val- ve 10, 11, jusqu'à ce que cette valve soit maintenue dans la position ouverte par la tige d'actionnement 12 qui est alors en butée contre le corps 1. Le régulateur double représenté à la figure 2 possède la même construction et le même mode de fonction- nement, de sorte que, dans la suite, on ne décrira que les différences entre les deux modes de réalisation de l'invention. Pour les parties qui se correspondent mu- tuellement, on utilise des numéros de référence identi- ques sur les deux figures. Dans ce second mode de réalisation, le corps 1 comprend deux alésages principaux dans chacun desquels est prévu un piston de répartition 5 et à chacun desquels sont raccordés respectivement un perçage de raccordement à l'entrée 2 et un perçage de raccordement à la sortie 3. L'attaque des pistons de répartition 5 s'effectue, non pas directement par le Dlateau d'appui de piston 20, com- me sur la Fig. i, mais au contraire par l'intermédiaire d'un élément répartiteur 35 qui est monté à la façon d'un palonnier sur un pointeau 36. Les extrémités des pistons 5 qui font saillie à l'extérieur du corps 1 sont décolletées vers l'élément _répartiteur 35, et un ressort 37 est monté respectivement sur chacune des parties décolletées, l'autre extrémité de ce ressort exerçant une pression sur l'élément réparti- teur 35. L'élément répartiteur 35 sert à compenser les tolérances sur la course de fermeture. Pour permettre un mouvement de basculement de l'élément répartiteur 35 sans frottement, il est prévu respectivement une bille 38 agissant en qualité d'élément intermédiaire entre l'extré- mité de chaque piston de régulation et le point d'attaque de l'élément répartiteur 35. Le poinçon 36 soudé par une première extrémité sur le plateau d'appui de pistons 20 présente à son autre extrémité une forme conique qui se termine par un arrondi. L'évidement complémentaire 39 de l'élément répartiteur 35 qui forme sa butée présente, dans une forte pente dans sa région conique, la pente étant choisie de manière que, dans le cas d'une défail- lance d'un circuit de freinage - auquel cas le piston de répartition 5 de ce circuit reste dans sa position ini- tiale, tandis que l'autre piston est amené à la position de fermeture de la valve 10, 11 - les deux flancs coni- ques du poinçon 36 et de l'élément répartiteur 35 vien- nent s'appuyer l'un contre l'autre et, à partir de cet instant, la pleine valeur de la force d'attaque du poin- çon 36 est transmise au circuit qui reste intact, en ac- croissant ainsi la pression de commutation du circuit intact. REVENDICATIONS 1. Répartiteur de pression, notamment pour un système de freinage de véhicule automobile ac- tionné par un fluide sous pression, comprenant un corps muni d'au moins une entrée de fluide sous pression et d'au moins une sortie de fluide sous pression, la liai- son entre l'entrée et sa sortie correspondante étant commandée par une valve pilotée par une force de pilota- ge proportionnelle à une force d'entrée, le répartiteur de pression étant agencé à peu près totalement à l'inté- rieur d'un ressort de suspension, caractérisé en ce que, pour transformer la force d'entrée en une force de pilo- tage, on utilise un fluide enfermé par une membrane (22), la force de pilotage étant transmise à la valve (10, 11) dans le sens de l'ouverture par une portion de la surface (B) de la membrane (22). 2. Répartiteur de pression selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la valve comprend un siège de valve (10) logé dans un piston de répartition (5) et un organe obturateur de valve (11) chargé par un ressort et associé au sièae (10) de la valve. 3. Répartiteur de pression selon l'une des re- vendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la membrane (22) est constituée par une membrane roulante et comprend des protubérances radiales circonférentielles entre tous les éléments qui se déplacent les uns par rapport aux au- tres et qui attaquent la membrane (22), comme une portée de ressort (23), un manchon d'appui (30) et un plateau d'appui de piston (20). 4. Répartiteur de pression selon l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un ressort de répartition (21) est intercalé entre le corps (1) et le plateau support de piston (20). 5. Répartiteur de pression selon l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une bague de glissement (31) est interposée entre la portée de ressort (23) et le manchon d'appui (30).