Commande hydraulique asservie pour freins. On a déjà, proposé d'effectuer par voie hydraulique la commande des freins de véhi- eules, et des réalisations de cette nature ont notamment été proposées pour des véhicules circulant sur la route, comme, par exemple, sur des voitures automobiles de tourisme ou autres.
Toutefois, les dispositifs généralement utilisés à cet effet ne permettent pas toujours d'obtenir une puissance de freinage suffi sante, notamment lorsqu'il s'agit, par exem ple, de camions de grande capacité ou de véhicules automoteurs, circulant sur rails.
La présente invention qui remédie à ces inconvénients se rapporte à une commande hydraulique asservie pour freins comportant une pompe susceptible de mettre sous pression un liquide aspiré d'un réservoir et dans la quelle les organes récepteurs actionnés par le dit liquide sont commandés par un distribu teur comportant une coulisse dont une extré mité est actionnée par le conducteur, tandis que l'autre extrémité est soumise à la pres sion qui règne dans les organes récepteurs.
Dans le dessin annexé qui représente, à titre d'exemples de réalisation de l'invention, plusieurs formes d'exécution d'une com mande hydraulique asservie pour freins d'une voiture automobile; La fig. 1 est une vue schématique d'un dispositif de freinage hydraulique; La fig. 2 est un détail avec coupe du dispositif accumulateur; La fig. 3 est un détail en élévation avec coupe partielle de l'organe de commande ou de transmission hydraulique;
La fig. 4 est similaire à la fig. 1 et mon tre une vue schématique d'une autre va riante; La fig: 5 montre une forme d'exécution d'un accumulateur; La fig. 6 est une vue extérieure avec coupe partielle de la pompe; La fig. 7 est similaire aux fig. 1 et 4 et montre une vue schématique d'une autre va riante; La fig. 8 est un schéma des connexions électriques;
La fig. 9 est une vue schématique d'une autre variante de la présente invention; La fig. 10 est un détail à plus grande échelle du cylindre et du distributeur mon trés sur la fig. 9; La fig. 11 est une variante du distribu teur; La fig. 12 est une variante du distribu- teure montré sur la fig. 11; La fig. 13 est un autre schéma des con nexions électriques;
La fig. 14 montre encore une autre va riante dans laquelle le cylindre de pression comporte une capacité extensible; La fig. 15 montre une autre variante dans laquelle la limitation de pression dans le cy lindre est obtenue au moyen d'une liaison flexible.
A la pompe usuelle 1 d'actionnement des freins, commandée de la manière usuelle par une pédale 2 solidaire d'un pivot 3 monté de façon à pouvoir osciller librement dans un support approprié, est relié par une tige 4 un piston 5 monté de façon à pouvoir cou lisser dans un cylindre 6 à fluide sous pres sion.
Ce cylindre comporte, d'une part, un orifice de décharge 7 relié par une conduite 8 à un réservoir de remplissage 9 et, d'autre part, un orifice 10 d'arrivée de fluide de commande auquel aboutit une canalisation 11 sous pression.
Cette canalisation 11 comporte, d'une part, une pompe 12 de toute disposition ap propriée, susceptible d'exercer une pression qui ne dépasse pas une valeur déterminée, par exemple, suivant le brevet américain no 1943162,
munie d'un moteur électrique ou autre assurant le fonctionnement permanent de cette pompe qui comporte une conduite d'aspiration 13 aboutissant dans le réservoir d'alimentation 9 et une conduite de refoule ment 14 aboutissant dans la canalisation de pression 11 avec interposition d'un accumula- teur 15.
Un by-pass 16, avec soupape de re tenue appropriée, est ménagé sur la conduite 14 de refoulement de la pompe 12 pour per mettre le retour à la conduite d'aspiration 13 et, par conséquent, au réservoir 9 d'une partie ou de la totalité du fluide refoulé par cette pompe 12 lorsque la pression dans la canali sation 14 atteint une valeur déterminée d'a vance.
L'accumulateur 15 comporte, comme on le voit plus particulièrement sur les fig. 1 et 2, un cylindre 17 dans lequel peut se dé placer un piston plongeur étanche 18 sur la face extérieure duquel vient appuyer un le vier 19 claveté sur un ressort de torsion 20 de résistance appropriée, supporté de façon à pouvoir tourner librement dans un palier 21 situé à proximité du levier 19, mais encastré dans un support résistant, tel qu'un palier 22 rigidement relié, par exemple, au support du cylindre 17.
Le cylindre 17 d'accumulateur, qui peut comporter des dispositifs de purge appro priés, est relié par un orifice 23 à la conduite 14 venant de la pompe et, par un deuxième orifice 24, à la canalisation de pression 11 reliée au cylindre 6.
Les orifices 7, 10 du cylindre 6 sont com mandés par une coulisse pouvant être, comme ici, un tiroir distributeur 25, constitué, par exemple, par une tige cylindrique convenable ment calibrée formant boisseau étanche cou lissant dans son logement pratiqué dans la paroi du cylindre 6, et comportant deux gor ges appropriées 26, 27 de disposition conve nable pour qu'une seule de ces gorges puisse entrer à la fois en fonctionnement.
Le tiroir distributeur 25 est commandé de préférence par l'intermédiaire d'un ressort 28, par un levier 29 claveté sur un arbre 30 rigidement solidaire d'une manivelle 31 re liée par une bielle 32 à une seconde mani velle 33 clavetée sur l'axe 3 solidaire de la pédale de commande 2.
Un ressort de rappel 34 est de préférence ménagé pour maintenir constamment le tiroir distributeur 25 dans la position indiquée en fig. 3 pour laquelle le cylindre 6. est en coin- munication avec le réservoir 9, c'est-à-dire dépourvu de pression.
Le fonctionnement est le suivant: La pompe 12 qui peut: soit être mainte nue en fonctionnement constant, soit être mu nie d'un dispositif approprié déterminant sa mise en action, automatiquement ou non, par exemple lorsque la pression dans la conduite 14 tombe au-dessous d'une valeur déterminée d'avance, aspire dans le réservoir 9 un li quide approprié qu'elle refoule par la con duite 14 dans le cylindre accumulateur 17 et dans la canalisation de pression 11;
les or ganes occupant la position indiquée au des sin pendant les périodes de non utilisation, la conduite de pression 11 est obturée par le tiroir distributeur 25 et la totalité du liquide sous pression refoulé par la pompe est en voyée dans le cylindre accumulateur 17 en repoussant le piston 18 qui vient occuper la position indiquée en traits mixtes sur la fig. 2, en repoussant le levier 19 qui vient également occuper la position indiquée en traits mixtes sur cette figure: le levier 19 agit alors sur le ressort de torsion 20 pour le bander à la valeur maxima envisagée, en constituant ainsi un accumulateur ou réserve de puissance.
La pression maxima envisagée ayant été obtenue dans le circuit sous pres sion, le débit ultérieur de la pompe 12 est ramené directement par le by-pass 16 dans la conduite d'aspiration 13 de cette pompe.
On constitue ainsi, pendant les périodes de non utilisation des freins, une réserve de puissance constituée par le liquide sous pres sion contenu dans les conduites 11 et 14 et le cylindre 17, et maintenu à cette pression par le ressort de torsion 20.
Lorsqu'on doit effectuer un freinage et qu'on appuie sur la pédale 2 en commandant ainsi la manoeuvre du cylindre d'actionnement usuel 1 des freins, on détermine, d'autre part, par les organes 3, 32, 31, 30 et 29, un déplacement du tiroir distributeur 25 qui s'abaisse en fig. 1 et 3 et coupe tout d'abord la communication par sa gorge 26 entre le cy lindre 6 et la conduite de décharge 8 puis, la rainure 27 étant amenée en regard de l'ori- fice 10,
met en communication l'extrémité du cylindre 6 avec la conduite de pression 11: le liquide sous pression vient alors agir sur le piston 5 en amplifiant ainsi l'effort exercé par la pédale 2 sur la pompe 1, la puissance du servomoteur de freinage pouvant ainsi être rendue suffisamment élevée pour assurer, dans toutes les conditions, le fonctionnement désiré.
Le freinage étant terminé, et l'opérateur relâchant la pédale 2, les organes reprennent la position de fig. 3, le liquide qui a pénétré dans le cylindre 6 pour actionner le piston 5 est refoulé par ce dernier au réservoir 9 en reprenant sa position de repos, le tiroir dis tributeur 25 étant ramené également à sa position de repos, indiquée en fig. 3 par le ressort 34.
Il est à remarquer que la commande du tiroir distributeur 25 s'effectue par le levier 29 par l'intermédiaire du ressort 28 établi de telle façon qu'il s'équilibre avec la pression du liquide agissant sous l'extrémité infé rieure du tiroir distributeur 25. Le liquide admis à travers le passage 34' agit sur l'ex- trémité inférieure dn tiroir distributeur 25 et a tendance à pousser ce tiroir vers le haut et couper la communication entre le cylindre 6 et la conduite de pression 11.
La pression admise au cylindre 6 est ainsi fonction de l'effort appliqué à la commande de ce tiroir distributeur 25 assurant de ce fait une com mande asservie.
L'installation peut comporter une ou plu sieurs pompes 12 ainsi qu'un ou plusieurs accumulateurs, tel que 15, et un ou plusieurs organes asservis tel que le servofrein com mandé par la pédale 2, la disposition ainsi agencée pouvant être utilisée pour l'accom plissement de toutes commandes ou manoeu- vres pour toutes applications et, notamment, pour le freinage de véhicules de tout tonnage, circulant sur route ou sur rails. Le cylindre de pression peut être construit suivant le bre vet américain no 18923,35.
Bien entendu, l'installation pourra com porter des dispositifs de purge appropriés et placés en tout endroit convenable, de façon à assurer d'une manière permanente que l'en semble du circuit soit plein de liquide et purgé de toute bulle d'air.
Le ressort de torsion 20 pourrait, bien entendu, être remplacé par tout ressort ou groupe de ressorts voulu, fonctionnant par compression, allongement ou autrement.
Le tiroir distributeur coulissant 25 pour rait être remplacé par un organe distributeur approprié, de toute forme voulue, oscillant, coulissant ou autre réalisant de toute ma nière appropriée les communications désirées. En outre, au lieu des cylindres de manoeuvre habituels prévus sur les roues, la pression du fluide peut être transmise à un organe récep teur qui transmet la pression de façon méca nique aux freins prévus sur les roue.
Dans la -forme d'exécution montrée sur la fig. 6, le moteur électrique 136 actionne une pompe qui est reliée par la conduite de pression 114 au cylindre 115 de l'accumula teur et par la conduite d'échappement du cy lindre 106 au réservoir d'alimentation 135.
Comme on le voit sur la fig. 6, un moteur indépendant 136, électrique, comporte un arbre 137 sur lequel est claveté un exentri- que 138 dont la bielle 139 est articulée sur un guide 140 commandant le piston 141 de la pompe logée dans le réservoir d'huile 142, qui refoule, par le clapet 143, du liquide dans la conduite 114, se rendant à l'accumula teur 115.
Cet accumulateur, comme le montre-clai- rement la fig. 5, comporte un piston 144 chargé par un ressort de compression à bou din 145. Sur ce piston 144 est articulée, par une de ses extrémités, une tige 146 de lon gueur réglable reliée par son autre extrémité au levier 147 d'une came 148 disposée sous une lame flexible 149, sur laquelle est fixé un grain de tungstène 150 destiné à venir en contact avec une vis réglable munie d'un grain. de tungstène 151.
Cet ensemble est monté dans le circuit d'alimentation du relais 157 du moteur élec trique 136 commandant la pompe 141.
On se rend compte que grâce à cette dis position de l'accumulateur, lorsque la pres- sion régnant dans la chambre 152 de l'accu mulateur dépasse une valeur déterminée d'a vance, le piston 144 est déplacé à l'encontre de l'action du ressort 145, et la tige 146 vient alors, par le levier 147 et la came 148, agir sur la lame 149 pour couper le courant élec trique entre les éléments 150 et 151, et déter miner ainsi l'arrêt du moteur 136 et de la pompe commandée par ce dernier.
Au con traire, lorsque la pression dans la chambre 152 tombe au-dessous d'une valeur détermi née d'avance, les organes 150 et 151 viennent en contact en fermant le circuit de com mande du moteur 7.36 qui entre en fonction nement pour déterminer, par la pompe 141, le maintien de la pression voulue dans la chambre 152 de l'accumulateur et dans le circuit de refoulement 111 commandant le servofrein.
Dans la variante montrée sur la fig. 7, le cylindre de pression 101 (fig. 4) est supprimé et les organes récepteurs, par exemple des freins 153 de véhicule automobile ou autres, sont reliés à une chambre de distribution 154 faisant suite à la chambre de pres sion 152 de l'accumulateur, la distribution du liquide étant commandée par le distribu teur 125 similaire au distributeur 25, une soupape appropriée 155 étant ménagée, comme l'indique la fig. 7, au départ de la conduite des freins 153.
Comme le montre la fig. 8, on disposera dans le circuit d'alimentation 156 du moteur électrique de commande de la pompe un relais commutateur 157 dont le circuit, commandé par -l'interrupteur 158 d'allumage du moteur à combustion interne de la voiture automo bile, comportera, d'autre part, de préférence, les contacts 150 et 151 commandés par la lame flexible 149 de la fig. 5. Le relais 157 pourra, bien entendu, présenter toute disposi tion voulue.
La soupape 155 pouvant être une soupape à double effet habituelle et qui, dans la forme d'exécution de la fig. 7, est destinée à isoler les canalisations aboutissant aux freins 153 de la chambre de pression 152 de l'accumulateur et qui est appliquée sur son siège par un ressort déterminant dans les ca nalisations une pression résiduelle constante, pourrait aussi être supprimée, le réservoir d'alimentation 142 de la pompe étant en charge et disposé de telle façon que la pres sion du liquide dans les canalisations soit identique à celle donnée par le ressort de soupape.
Le ressort 145 d'accumulateur pourrait aussi être remplacé par une barre de torsion ou organe élastique approprié.
Dans la variante montrée sur la fig. 9, le cylindre des freins 201 peut encore être com mandé par l'intermédiaire d'une pédale 202 montée sur un axe 203. Le bec 260 de la pé dale 202 vient porter sur le piston 261 du cylindre 201, ce piston comportant une sou pape à bille 262; la chambre 263 du cylin dre 201 débouche par un passage 264 pou vant être obturé par une soupape à bille 265 dans une chambre 266 de laquelle partent des conduites telles que 267 allant vers les cy lindres de frein des roues. Dans cette cham bre également vient aboutir une canalisa tion 268.
Le distributeur représenté à gauche de la fig. 10 comporte encore un tiroir constitué par une tige 225 coulissant sans jeu dans un trou ménagé dans le corps du distributeur, et présentant des rainures 226 et 227 de forme et disposition déterminées et pouvant venir se placer, par déplacement de cette tige 225, devant les orifices 207 et 210 auxquels abou tissent les conduites 208 et 211 (fig. 9) abou tissant respectivement au réservoir 209 et à la pompe 212 de l'installation.
L'orifice 207 de décharge et l'orifice 210 d'arrivée du fluide de commande peuvent être mis en communication par un passage 269 avec la canalisation 268 aboutissant à la chambre 266. D'autre part, la chambre 270 qui se trouve ménagée sous le piston 271 sur lequel vient porter l'organe de transmission à ressort 228 destiné à transmettre les mouve ments du levier 229 à la tige 225 est reliée à l'orifice 207 par un passage 272 et un res sort 273 est placé sous le piston 271. La commande des déplacements du levier 229 a lieu, comme dans la variante montrée sur la fig. 1, par l'intermédiaire de l'axe 230 de la manivelle 231, de la bielle 232 et de la manivelle 233 calée sur l'axe 203.
En outre, une canalisation 277 met en communication le carter 278 recevant le cylindre 201 avec le réservoir de fluide 209.
Le fonctionnement de cette forme d'exé cution est le suivant: Lorsque le conducteur du véhicule veut actionner les freins, il appuie sur la pédale 202 qui pivote autour de son axe 203. Le bec 260 de la pédale agit sur le piston 261 et le repousse, ce qui provoque un premier action- nement des freins, comme dans le cas de la fig. 1.
En même temps, également, la tige 225 est abaissée et la rainure 226 n'est plus en regard de l'orifice 207, de sorte que les cylindres de freins des roues ne sont plus en communication avec le réservoir 209. Lorsqu'au bout d'un déplacement déter miné, la pression augmente dans la chambre 263 et atteint une valeur donnée, la soupape 262 s'ouvre vers le carter 278, permettant au conducteur de poursuivre le mouvement de la pédale.
Mais à ce moment, la rainure 227 arrive en regard de l'orifice 210 d'admission de fluide sous pression, le mettant ainsi en com munication par la canalisation 268 et la chambre 266 avec les cylindres de frein des roues: la pompe distribuant le fluide sous pression est donc alors en communication di recte avec ces cylindres de frein, de sorte que l'effort de freinage mis en jeu peut atteindre toute valeur désirée déterminée par les carac téristiques de la pompe 212.
Lorsque le conducteur lâche la pédale, cette dernière revient à sa position initiale et, en même temps, la tige constituant tiroir 225 remonte, coupant la communication entre l'orifice 210 et la canalisation 268 et établis sant de nouveau la communication entre l'o rifice 207 et le passage 269 et, par suite, la canalisation 268: les cylindres de freins des roues sont en communication avec le réser- voir 209, et tous les organes reviennent au repos.
La présence de la chambre 270 sous le piston<B>271</B> en communication par le passage 272, avec l'orifice 207 du distributeur, per met de régulariser les déplacements de la tige 225; en effet, lors de la manoeuvre du levier 229, le liquide contenu dans cette chambre n'est expulsé que graduellement par la con duite 272; le mouvement du levier 229 étant toutefois permis par le fléchissement du res sort 228, il en résulte un actionnement plus progressif des freins.
Dans la forme d'exécutioi, indiquée sur la fig, 11, les orifices 207 et 210 du distribu teur communiquent avec un passage central 274 auquel aboutit la canalisation 268 et à la partie supérieure duquel peut se déplacer une coulisse constituée par un pointeau 275 sus ceptible de venir porter sur son siège 276 en interrompant ainsi la communication par le passage central 274 entre les orifices 207 et 210.
Ce pointeau 275 et encore solidaire d'un piton 271, dont les déplacements peuvent en core être commandés comme en fig. 3 et 10, par l'intermédiaire d'un ressort 228, par un levier 229, la bielle 232 étant encore action née au moyen de la pédale 202.
La position de repos des organes est celle pour laquelle le pointeau 275 est en position haute; les deux orifices 207 et 210 sont en communication par le passage 274.
Lorsque le conducteur du véhicule agit sur la pédale 202, comme dans le cas précé dent, il détermine l'abaissement du pointeau 275. Ce dernier venant reposer sur son siège, la communication entre le passage 274 et l'o rifice 207 est coupée, cette communication restant maintenue entre l'orifice 210 et la canalisation 268: il en résulte que le fluide sous pression fourni par la pompe 212 est envoyé directement aux cylindres de frein des roues.
Cette disposition permet d'obtenir un actionnement plus précis des freins: en effet, la pression du liquide refoulé par la pompe 212 agit sous le pointeau 275 et tend à la soulever; il y a donc une certaine proportion nalité entre, d'une part, la pression du fluide actionnant les freins et, d'autre part, la force agissant sur le pointeau 275 qui est propor tionnelle à l'effort exercé par le conducteur sur la pédale 202.
Lorsque le conducteur lâche la pédale, le ressort 273 amène le pointeau 275 en posi tion haute, la canalisation 268 est alors de nouveau en communication avec l'orifice 207 et le réservoir 209 de l'installation, en même temps que le liquide envoyé dans la tuyau terie est évacué également vers le réser voir 209.
Sur la fig. 12, le levier 229 est solidaire d'un doigt 284 qui peut venir porter sur une lame 279 munie d'un grain 280, par exemple en tungstène, maintenu par un ressort 281 qui tend à l'amener au contact d'un autre grain 283 à l'extrémité d'une vis de réglage 282; la vis 282 est réunie électriquement à une borne 285.
Cet ensemble est monté dans le circuit (fig. 13) d'alimentation du relais 257 de commande du moteur 236 actionnant la pompe 212.
On voit que lorsque le conducteur appuie sur la pédale de commande 202 des freins, le levier 229 agit sur la tige 275, de façon à mettre en communication directe les cylindres de frein de roue avec la conduite de fluide sous pression, le doigt 284 se relevant laisse le grain 280 venir au contact du grain 283, ce qui ferme le circuit d'alimentation du re lais 257: le moteur de la pompe entre alors en fonctionnement. Inversement, lorsque le conducteur lâche la pédale 202, le doigt 284 s'abaisse, coupant l'alimentation du relais 257, et le moteur<B>236</B> s'arrête.
Dans la forme d'exécution de la fig. 14, près de l'extrémité de refoulement du cy lindre 301 d'actionnement des freins com mandé par la pédale usuelle 302, est disposé un orifice 386 d'échappement, communiquant avec une chambre de réserve 387, de capacité appropriée, dans laquelle est monté un piston étanche 388 qu'un ressort 389 tend constam ment à repousser vers l'orifice 386, position pour laquelle la chambre 387 offre sa capa cité minima. Le ressort 389 est convenable ment taré, de façon à ne pas permettre l'éta blissement, à l'intérieur du cylindre 301, d'une pression supérieure à une valeur con venablement déterminée d'avance.
Le fonctionnement est le suivant: Lorsqu'on appuie sur la pédale 302 pour déterminer l'actionnement des freins, ce mou vement détermine l'envoi, par le cylindre 301, d'une quantité de fluide sous pression déter minée qui se rend par la tuyauterie 367 aux organes d'utilisation. En même temps, de même que dans les formes d'exécution précé dentes, la pédale 302, en agissant par la bielle 332 et le levier 329, détermine l'envoi dans la canalisation 367 de fluide sous pres sion amené par la tuyauterie 368.
Lorsque la pression à l'intérieur du cy lindre 301 a atteint une valeur déterminée d'avance, qui ne doit pas être dépassée, le ressort 389 de la chambre de réserve 387 se comprime en déterminant l'augmentation de capacité de la chambre 387 dans laquelle se rassemble le liquide venant du cylindre 301. A partir de ce moment, la pression à l'inté rieur du cylindre 301 reste stationnaire, quel que soit l'effort que l'opérateur puisse exer cer sur la pédale<B>302;</B> dès lors la pression né cessaire à l'actionnement des freins est four nie uniquement par la pompe 312 par la ca nalisation 368.
Dans la forme d'exécution de la fig. 15, la pédale 302 commande le piston du cylindre 301 non plus directement comme dans l'exemple de la fi g. 14, mais par l'intermé diaire d'une bielle de traction 390 compor tant un ressort 391, convenablement taré. La pédale 302 est reliée directement par la bielle 332 au levier 329 de commande du distribu teur de liquide sous pression fourni par la pompe 312.
Grâce à cette disposition, lorsque la pres sion atteint la valeur déterminée d'avance à l'intérieur du cylindre 301, les efforts exer cés sur la pédale 302 se traduisent par un allongement du ressort 391 et, par consé quent, de la bielle 390, sans qu'il en résulte un nouveau déplacement du piston du cy lindre 301, tandis que l'actionnement de la pédale continue à se faire sentir sur le levier de commande du distributeur.
On pourrait, bien entendu, au lieu du res sort de traction 391 monté sur la bielle 390, relier à l'arbre 393 en fig. 14, le levier 392 d'actionnement du cylindre 301 par l'inter médiaire d'un ressort de torsion ou autre, en trant en action à partir d'une pression déter minée existant à l'intérieur du cylindre.301.
Le cylindre 301 pourra présenter toute disposition voulue, mais il sera de préférence un cylindre Lockheed avec compensation du liquide au retour du piston par des trous de ce piston et par déformation d'une coupelle d'étanchéité, un trou de dilatation étant prévu.
On disposera sur la canalisation de re tour, en un point approprié, une soupape con venable, de préférence une soupape Lockheed assurant dans les canalisations une pression résiduelle appropriée ménageant le remplis sage constant des organes, et évitant ainsi toute entrée d'air.