FR2473438A1 - Ensemble formant soupape regulatrice de la pression d'un fluide pour systeme de freinage d'un vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un ensemble formant soupape régulatrice de la pression d'un fluide pour système de freinage. Selon l'invention, un boîtier 1 de soupape comporte une chambre 24 de soupape, avec des premier et second orifices de fluide 8a, 19a débouchant vers la chambre et des premier et second passages de fluide 8, 19 conduisant respectivement des premier et second orifices ; une bille 25 sensible à une décélération est mobile dans la chambre dans et hors d'une position fermant le second orifice et piégeant ainsi une pression de fluide dans le second passage pendant une décélération brusque ; le premier passage comporte un rétrécissement 32 plus petit, en coupe transversale, que le premier orifice, ainsi la pression du fluide dans la chambre augmente à une allure limitée quand la pression du fluide amené au premier passage augmente. L'invention s'applique notamment à l'industrie automobile. (CF DESSIN DANS BOPI)
Description
L'invention se rapporte en général à des systèmes de freinage à commande
par fluide pour véhicules automobiles, et plus particulièrement à un ensemble formant soupape régulatrice de la pression d'un fluide à utiliser dans un tel système de freinage. Plus particulièrement, la présente
invention se rapporte à un ensemble formant soupape régula-
trice de la pression d'un fluide à utiliser dans un système de freinage à commande par fluide d'un véhicule automobile afin de réguler le taux de changement de la pression de 'sortie du fluide par rapport au taux de changement de la
pression d'entrée du fluide.
Un système de freinage à commande par fluide d'un véhicule automobile est conçu pour pouvoir appliquer concurremment des forces de freinage aux roues avant et arrière. Si, dans ce cas, les roues arrière sont forcées à Stre bloquées avant les roues avant, le véhicule est forcé à déraper sur la surface de la route et à osciller, par son extrémité arrière, sur cette surface. Cela peut
empocher le véhicule de maintenir le contrôle de sa direc-
tion et peut provoquer un danger plus grave que les dangers
provoqués par le blocage des roues avant.
Afin d'éviter un tel danger, un ensemble formant soupape régulatrice de la pression du fluide est incorporé dans le système de freinage à commande par fluide d'un véhicule automobile. Un tel ensemble est étudié pour réguler le taux d'augmentation de la pression du fluide pour le cylindre des roues arrière par rapport au taux d'augmentation de la pression du fluide pour le cylindre des roues avant. Cela est d au fait que les roues arrière d'un véhicule automobile peuvent habituellement être plus facilement bloquées que les roues avant car le centre de gravité du véhicule a tendance à se déplacer vers l'avant
pendant sa décélération.
Un ensemble formant soupape régulatrice de la pression du fluide connu utilisé dans ce but se compose de la combinaison d'une soupape de proportionnement de pression et d'une soupape de détection de décélération. La soupape de proportionnement de pression est adaptée à laisser passer la pression du fluide fourni sans modification jusqu'à ce que cette pression atteigne une valeur critique prédéterminée. Jusqu'à ce que la pression du fluide fourni atteigne cette valeur critique, les roues arrière du véhicule sont par conséquent freinées par des forces qui
sont égales à celles appliquées aux roues avant du véhicule.
Quand la valeur critique est atteinte par la pression du fluide fourni à la soupape de proportionnement, cette soupape délivre une pression qui augmente à une allure réduite. La relation idéale entre les pressions du fluide pour appliquer les freins concurremment aux roues avant et arrière d'un véhicule varie tandis que la quantité de la charge sur le véhicule augmente. Pour cette raison, il est souhaitable d'augmenter la valeur critique ci-dessus
mentionnée tandis que le poids du véhicule augmente.
La soupape de détection de décélération formant une autre partie de l'ensemble formant soupape régulatrice de pression, est conçue pour pouvoir augmenter la valeur critique ci-dessus mentionnée proportionnellement au poids du véhicule par détection de l'allure de décélération du véhicule quand celui-ci est freiné0 Une telle soupape est particulièrement utile dans un camion ou autre véhicule terrestre transportant une cargaison, qui est soumis à une
large gamme de changementsde charge.
La soupape détectant la décélération incorporée dans un ensemble traditionnel formant soupape régulatrice de la pression du fluide du type décrit, utilise un organe de soupape sensible à l'inertie sous forme d'une bille placée dans une chambre de soupape ayant des orifices d'entrée et de sortie du fluide. La bille est mobile dans la chambre et est mise en mouvement pour fermer l'orifice
de sortie du fluide quand elle est soumise à une décéléra-
tion supérieure à une valeur prédéterminée qui correspond
à une allure prédéterminée de décélération du véhicule.
Quand l'orifice de sortie du fluide de la chambre est fermé par la bille, la pression du fluide dans un circuit conduisant de l'orifice de sortie est maintenue à un niveau qui est égal à la valeur critique de la pression du fluide développée dans la chambre au moment particulier o l'orifice de sortie a été fermé par la bille. La valeur critique de la pression du fluide est ainsi variable avec l'allure de décélération du véhicule et en conséquence
avec la quantité de charge de celui-ci.
La bille dans la chambre est, cependant>soumise non seulement à la décélération pendant le freinage du véhicule mais à des pressions dynamiques de l'écoulement du fluide entrant dans la chambre par l'orifice d'entrée du fluide et de l'écoulement du fluide quittant la chambre par l'orifice de sortie avant que celui-ci ne soit fermé par la bille. En conséquence, la valeur critique de la pression du fluide modifiée par la soupape de détection de
décélération n'est pas exactement variable proportionnelle-
ment à l'allure de décélération du véhicule. Il arrive par conséquent que, quand la pédale du frein estbxusquement enfoncée dans des conditions fortement chargées du véhicule, la soupape de détection de décélération soit forcée à se fermer avant que la valeur critique de la pression du fluide, efficace pour appliquer les freins sur les roues
arrière, n'ait augmenté à un niveau suffisamment élevé.
On a par conséquent proposé d'agencer les orifi-
ces d'entrée et de sortie du fluide de la chambre de la soupape de détection de décélération de façon que les pressions dynamiques des écoulements de fluide entrant et
sortant de la chambre soient annulées l'une par l'autre.
Cependant, une telle soupape est toujours non satisfaisante étant donné le fait que la bille placée dans la chambre a tendance à être attirée vers l'orifice de sortie du fluide de la chambre quand la pression du fluide dans cette chambre augmente rapidement. La bille ainsi sollicitée pour se déplaceruers l'orifice de sortie du fluide de la chambre ferme cet orifice en un temps prématuré, ainsi les forces appropriées ne peuvent agir sur les roues arrière pour les freiner. Dans la présente invention, on prévoit un ensemble formant soupape régulatrice de la pression du
fluide permettant de surmonter un tel inconvénient ren-
contré dans un ensemble traditionnel à utiliser dans un système de freinage à commande par fluide pour un véhicule automobile. La présente invention est ainsi utile pour éliminer l'inconvénient inhérent à un ensemble formant soupape régulatrice de pression du fluide du type composé de la combinaison d'une soupape de proportionnement et d'une soupape de détection de décélération, mais il ne faut pas oublier que l'objet essentiel de la présente invention s'applique non seulement à un tel ensemble formant soupape mais à un ensemble formant soupape se composant simplement
d'une soupape de détection de décélération.
Selon la présente invention, on prévoit un ensemble formant soupape régulatrice de la pression de fluide à utiliser dans le système de freinage à commande par fluide d'un véhicule automobile, l'ensemble formant soupape régulatrice de la pression du fluide devant être prévu entre un maître cylindre et les cylindres cs roues arrière du système de freinage, et comprenant un bottier de soupape avec une chambre de soupape, ce bottier ayant une partie de surface inférieure interne au fond de la chambre, la partie de surface inférieure interne ayant une direction longitudinale inclinée vers le haut à partir d'un plan horizontal dans une direction vers l'avant du véchiule, un premier orifice de fluide débouchant vers la chambre, un premier passage de fluide conduisant du premier orifice pour une communication avec une source d'un fluide sous pression, un second orifice de fluide débouchant vers la chambre, et un second passage de fluide conduisant du second orifice, et une bille ayant un poids prédéterminé et placée dans la chambremobile sur la partie de surface inférieure internedans une direction sensiblement parallèle à la direction longitudinale de cette partie de surface, les premier et second orifices débouchant dans la chambre sur le côté avant de celle-ci, ainsi les pressions du fluide exercées sur cette bille par les écoulements du fluide entrant et sortant de la chambre par les premier et second orifices d'écoulement respectivement, sont au moins partiellement annulées l'une par l'autre, et le second orifice èst placé pour être fermé quand la bille est déplacée vers l'avant dans la chambre dans la direction ci-dessus mentionnée sensiblement parallèle à la direction longitudinale du bottier de soupape, le premier passage de fluide ayant un rétrécissement plus petit, en aire et
en coupe transversaleOque le premier orifice du fluide.
De préférence, le second orifice du fluide est dirigé sensiblement en ligne avec la direction dans laquelle la bille est mobile dans la chambre. Dans ce cas, les premier et second orifices peuvent *tre dirigés sensiblement vers le point central de la bille maintenue à sa position limite
la plus éloignée du second orifice.
Si on le souhaite, l'ensemble formant soupape selon l'invention peut de plus comprendre un organe creux fixé solidement dans la chambre et dans lequel la bille est disposée mobile dans la direction ci-dessus sensiblement parallèlement à la direction longitudinale de la partie de surface inférieure interne, l'organe creux ayant une paroi inférieure ayant une partie de surface interne constituant la partie de surface inférieure interne ci-dessus, l'organe creux ayant une ouverture adjacente au second orifice et
y débouchant, et au moins un trou débouchant à une extré-
mité vers l'espace interne de l'organe creux sur le côté avant de la bille et communiquant,à son autre extrémité, avec le premier passage de fluide, le trou dans l'organe
creux constituant le premier orifice ci-dessus mentionné.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci
apparaîtront plus clairement au cours de la description
explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention
et dans lesquels: -
- la figure 1 est un graphique montrant la relation entre le taux de changement de la pression de fluide dans la chambre de la soupape de détection de décélération d'un ensemble formant soupape régulatrice de la pression de fluide selon l'art antérieur et la pression du fluide confiné à un passage de sortie conduisant de cette chambre, le taux d'augmentation de pression étant indiqué en abscisses et la pression du fluide confiné en ordonnées; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale montrant un mode de réalisation de l'ensemble formant soupape régulatrice de la pression du fluide selon la présente invention; - la figure 3 est une vue en coupe fragmentaire montrant, à échelle agrandie,, l'agencement d'entrée du fluideetcbpassage du moyen formant soupape de détection de décélération faisant partie du mode de réalisation de la figure 2; et - la figure 4 est une vue en coupe fragmentaire montrant une modification de l'agencement de la bille et de la chambre du moyen formant soupape de détection de décélération du mode de réalisation illustré sur la
figure 2.
Comme on l'a précédemment noté, la soupape de détection de décélération faisant partie d'un ensemble formant soupape régulatrice de la pression d'un fluide selon l'art antérieur de la nature décrite, a tendance à se fermer en un temps prématuré avant que la pression de fluide développée dans la soupape n'ait atteint un niveau suffisamment élevé pendant une décélération brusque d'un véhicule automobile. Un tel phénomène peut être facilement déterminé en se référant au graphique de la figure 1. Sur la figure 1, on peut voir que la pression du fluide confiné
au passage de sortie de la soupape de détection de décélé-
ration a tendance à diminuer de façon abrupte quand le > taux d'augmentation de la pression du fluide fourni à la soupape dépasse une certaine valeur d'environ 314 bars par seconde. On comprendra de plus, par le graphique de la figure 1 que, tandis que le taux d'augmentation de la pression du fluide amené atteint une valeur supérieure qui, comme on peut le voir, est de l'ordre de 785 bars par seconde, le taux d'augmentation de la pression du fluide, efficace pour provoquer la fermeture de la soupape de détection de décélérationest réduit à un niveau qui est
égal à peu près à la moitié de celui à 314 bars par seconde.
Cela empBche les roues arrière d'un véhicule automobile d'être freinées en toute fiabilité pendant une décélération brusque du véhicule. La présente invention offre une
solution utile à ce problème.
Le mode de réalisation de l'ensemble formant soupape régulatrice de la pression du fluide offrant une telle solution selon la présente invention, sera décrit ci-après en se référant aux dessins et d'abord plus
particulièrement aux figures 2 et 3.
L'ensemble formant soupape régulatrice de la pression du fluide des figures 2 et 3 comprend un bottier 1 dont la direction longitudinale correspond à une direction
d'avant en arrière d'un véhicule automobile (non représenté).
Dans la construction de l'ensemble formant soupape de la figure 2, le bottier 1 est supposé avoir une partie gauche dirigée vers l'avant du véhicule et une partie droite
dirigée vers l'arrière de ce véhicule.
Le bottier 1 comporte un alésage axial qui est
allongé parallèlement à sa direction longitudinale.
L'alésage dans le bottier 1 a une première partie axiale ou partie avant 1a et une seconde partie axiale ou partie arrière lb. La partie avant la stétend de l'extrémité la
plus avant du bottier 1 et se termine en un point intermé-
diaire de l'alésage. La partie arrière lb s'étend de l'extrémité la plus interne de la partie la et se termine à une partie de paroi extrême arrière du bottier 1. La partie 1b est légèrement plus petite, en coupe transversale, que la partie la. Le bottier 1 comporte de plus une cavité lc dont l'axe central est également parallèle à la
direction longitudinale du bottier 1. La direction d'allon-
gement-de l'alésage se composant des parties la et lb ne doit pas nécessairement être parallèle à la direction longitudinale-du bottier 1, mais il est important que l'axe central de la cavité Ic soit strictement parallèle
à cette direction.
Dand l'alésage du bottier 1 est maintenu un moyen généralement cylindrique 2 de retenue qui est placé à la
partie extrême la plus interne de la partie axiale avant 1a.
La partie arrière lb s'étend par conséquent entre la face extrême interne du moyen de retenue 2 et une face extrême définissant l'extrémité fermée de la partie axiale arrière lb. Le moyen de retenue 2 a un alésage axial qui débouche, à une extrémité, dans la partie axiale avant 1a et à sonafre extrémité, dans la partie axiale arrière lb. L'alésage axial du moyen de retenue 2 a une coupe transversale plus petite que la partie lb. Un plongeur 3 est coulissant dans l'alésage dans le moyen de retenue 2 et il s'étend axialement dans les parties axiales avant et arrière la et 1 en directions opposées de l'alésage du moyen de retenue 2. Le plongeur 3 a un cordon circonférentiel 3a qui est reçu coulissant dans la partie axiale arrière lb ainsi, celle-ci est divisée par le cordon 3a en deux première et seconde chambres axiales à volume variable 4 et 5 ou chambres avant et arrière. A la face extrême interne du moyen de
retenue 2 est fixé un él4ment annulaire et élastique -
d'étanchéité 6, ainsi la première chambre 4 est isolée,
de façon étanche au fluide, de la partie axiale avant-1a.
La chambre axiale avant 4 s'étend longitudinalement entre l'élément d'étanchéité 6 et le cordon circonférentiel 3a du plongeur 3. La seconde chambre axiale ou chambre arrière 5 s'étend longitudinalement entre le cordon 3a et la face extrême ci-dessus mentionnée définissant l'extrémité fermée de la partie lb. Les chambres axiales avant et arrière 4 et 5 sont séparées de façon étanche au fluide, l'une de l'autre, au moyen d'un élément d'étanchéité de forme annulaire qui est reçu dans une gorge circonférentielle
formée dans le cordon 3a.
Dans le bottier 1 est de plus formé un orifice 7 d'entrée de pression de fluide débouchant dans la chambre axiale avant 4 ci-dessus mentionnée. La chambre axiale avant 4 communique, à son tour, avec la cavité lc cidessus mentionnée par un passage de fluide 8 ayant un orifice 8a qui débouche directement dans la cavité 1l. Comme on le décrira plus clairement, l'orifice 8a faisant partie du passage 8 débouche au milieu du coin gauche supérieur de
la cavité le dans l'agencement représenté sur la figure 2.
Par ailleurs, la chambre axiale arrière 5 communique avec un orifice de sortie 9 du fluide qui est également formé
dans le bottier 1.
Le plongeur 3 est traversé d'un alésage axial 3b qui s'étend de son extrémité la plus arrière et qui se
termine en une partie axiale intermédiaire de ce plongeur 3.
Dans cet alésage axial 3b du plongeur 3 est placé un ressort hélicoïdal de compression 10 qui repose, à une extrémité, sur la tête d'une soupape à clapet 11 faisant saillie vers l'avant dans l'alésage 3b. Le plongeur 3 comporte de plus des trous radiaux 3e permettant une communication constante entre la chambre axiale avant 4 et l'alésage axial 3h. Un manchon cylindrique 12 est solidement fixé partiellement dans l'alésage axial 3b>d'o il fait axialement saillie vers l'arrière. Le manchon 12 est traversé d'un alésage axial débouchant à ses deux
extrémités.
La soupape à clapet 11 a une tige lla coulissante dans l'alésage du manchon 12 et qui fait axialement saillie dans l'alésage 3P du plongeur 3. Le manchon 12 a une partie extrême interne agencée pour servir de siège pour la tête de la soupape à clapet 11, ainsi cette tête est axialement mobile dans l'alésage 3b du plongeur 3 dans et hors d'une
position reposant sur la partie formant siège du manchon 12.
Le ressort 10 est efficace pour solliciter la soupape à clapet pour se déplacer vers l'arrière par rapport au plongeur 3 et pour que sa tête repose sur la partie formant
siège du manchon 12.
Le-manchon 12 comporte de plus au moins un trou radial 12a offrant une communication constante entre l'alésage axial du manchon 12 et la chambre axiale arrière 5 du bottier 1. L'alésage-axial du manchon 12 a un diamètre légèrement plus grand que la tige lia de la soupape à clapet 11. Ainsi, la chambre axiale arrière 5 du bottier 1 peut communiquer avec l'alésage axial 3b du plongeur 3 par le ou les trous radiaux et l'alésage axial dans le manchon 12 quand la tête de la soupape à clapet 11 ne repose pas sur la partie extrême formant siège du manchon 12. La longueur de la tige de soupape lia est telle que cette tige puisse faire axialement saillie, à un certain point, de l'extrémité arrière du manchon 12 vers la face extrême définissant l'extrémité fermée de la partie axiale lb quand la tête de la soupape à clapet 11 repose sur le
manchon 12.
La partie axiale avant la est fermée à son extrémité la plus avant au moyen d'un organe 13 formant bouchon ou tampon qui est ajusté réglable à une partie extrême avant du bottier 1. Ainsi, la partie la s'étend longitudinalement entre le moyen de retenue 2 et la face
extrême interne de l'organe formant tampon ou bouchon 13.
Un piston 14 est axialement coulissant dans cette partie la et il forme une chambre de piston 15 à volume variable entre le piston 14 et la face extrême interne de l'organe formant tampon ou bouchon 13. Le bottier 1 comporte des
orifices radiaux 16 et 17 débouchant dans la chambre 15.
Le piston 14 a une extension avant réduite qui fait saillie vers la face extrême interne de l'organe formant tampon ou bouchon 13>ainsi les orifices radiaux 16 et 17 sont constamment ouverts vers la chambre 15. L'orifice radial 16 est en communication avec une soupape 18 d'échappement de l'air qui est vissée dans le bottier 1. L'autre orifice il radial 17 fait partie d'un passage de fluide 19 qui est
également formé dans le bottier 1. Le passage 19 se termi-
nant ainsi dans l'orifice radial 17 a pour origine un
orifice 19& qui débouche dans la cavité le du bottier 1.
L'orifice 19a débouche au milieu de la partie extrême gauche de la cavité le dans l'agencement représenté sur
la figure 2.
A la partie axiale du plongeur 3 qui s'étend dans la partie axiale avant 1a est prévue une gorge circonférentielle, avec un élément formant siège de ressort de forme annulaire 20 ajusté automatiquement dans
la gorge. L'élément 20 fait partie d'un moyen de sollici-
tation qui comprend de plus un ressort hélico!dal de compression 21 qui repose, en condition préchargée, entre l'élément 20 et le piston 14 cidessus mentionné. Le piston 14 comporte une gorge circonférentielle 14a o s'adapte un élément annulaire et élastique d'étanchéité 22 afin de séparer la chambre de piston 15 de la partie ouverte restante de la partie axiale avant la de façon
étanche au fluide.
La cavité lc dans le bottier 1 est fermée de façon étanche au fluide au moyen d'un organe formant
tampon ou bouchon 23 fixé solidement dans le bottier 1.
Ainsi, la cavité le forme une chambre de soupape 24 qui est, en partie, définie par la face extrême interne de l'organe formant tampon ou bouchon 23. Le bottier 1 a une partie de surface inférieure interne ld au fond de cette chambre 24. La partie de surface Id a une direction longitudinale qui est sensiblement parallèle à la direction longitudinale précédemment définie du bottier 1, dansson ensemble. Dans cette chambre 24 est reçue une bille 25 qui repose sur la partie de surface inférieure ld et qui est mobile dans la direction longitudinale ci-dessus mentionnée de la partie de surface inférieure id, vers et au loin de la face extrême interne de l'organe 23. Avec la bille 25 ainsi placée dans la chambre 24, cette chambre 24 a deux parties non occupées aux côtés avant et arrière de la bille 25. Ces parties non occupées de la chambre 24 communiquent l'une avec l'autre par un canal 26 formé dans le bottier 1 et qui est ouvert, sur toute sa longueur,
vers la chambre 24.
L'orifice 19e faisant partie du passage 19 est constitué d'une ouverture dans un organe formant siège annulaire 27 de la bille, fixé solidement dans la cavité lc par un moyen cylindrique de retenue 40. Le moyen de retenue a un alésage axial qui débouche à une extrémité vers le passage 19 et l'autre extrémité, vers l'ouverture de l'organe 27. L'alésage axial dans le moyen de retenue 40 a une coupe transversale plus petite que le passage 19 et l'ouverture dans l'organe 27. L'organe 27 est placé fixement en vis-à-vis de la face extrême interne de
l'organe formant bouchon ou tampon 23 à travers la bille 25.
Ainsi, la bille 25 est mobile dans une direction parallèle
à la direction longitudinale de la partie de surface-
inférieure lb vers l'arrière, en contact avec la face -
interne de l'organe formant bouchon ou tampon 23 et vers l'avant en contact avec l'organe formant siège 27. Quand elle est maintenue en contact avec la face extrême interne de l'organe 23, la bille 25 ne repose pas sur l'organe
formant siège 27 et permet à l'orifice 19e d'être ouvert.
Quand elle passe en contact et que par conséquent, elle repose sur l'organe formant siège 27, la bille 25 ferme l'ouverture dans l'organe formant siège 27 et ferme ainsi l'orifice 19a Les orifices 8a et 19! débouchent dans la partie avant non occupée de la chambre 24 et sont dirigés vers le point central de la bille 25 quand celle-ci est maintenue en position, portant contre la face interne de l'organe formant tampon ou bouchon 23. De préférence, les orifices Sa et 19a sont dirigés à un angle de l'ordre de 450 l'un par rapport à l'autre autour du point central de la bille 25 dans sa position portant contre la face interne de l'organe 23. L'organe 23 et l'organe formant siège 27 sont espacés l'un de l'autre dans une direction parallèle à la direction longitudinale de la partie de surface inférieure ld et du bottier 1. L'ouverture dans l'organe 27, c'est-à-dire l'orifice 19! constitué par cette ouverture, est ainsi dirigée parallèlement aux directions longitudinales de la partie de surface inférieure ld et du bottier 1. L'orifice 8a faisant partie du passage 8 du fluide et, par conséquent, de préférence dirigé à un angle de l'ordre de 45 par rapport aux directions longitudinales de la partie de
surface inférieure ld et du bottier 1.
Dans l'ensemble décrit précédemment en se référant aux figures 2 et 3, le plongeur 3, la soupape 11, le manchon 12, l'élément formant siège de ressort 20 et le
ressort 21 constituent un moyen formant soupape de propor-
tionnement de pression tandis que le piston 14, le passage de fluide 19, la bille 25 et son siège 27 constituent le moyen formant soupape de détection de décélération. Les passages de fluide 8 et 19 servent de premier et second passages respectivement dans l'organe formant soupape de détection de décélération. De même, les orifices 8a et 19! faisant partie de ces passages 8 et 19 servent de premier et second orifices, respectivement, dans le moyen formant soupape de détection de décélération. Le premier orifice 8& communique constamment avec l'orifice d'entrée 7 par le premier passage 8 et la première chambre ou chambre axiale avant 4 tandis que le second orifice 19a communique constamment avec la chambre de piston 15 par le second
passage 19 et l'orifice 17.
Dans le moyen formant soupape de détection de décélération ainsi contruit et agencé, le premier passage 8 comporte un rétrécissement d'écoulement 32 plus petit, en aire ouverte, que le premier orifice 8a comme on peut
mieux le voir sur la figure 3.
Quand il est installé dans un véhicule automobile, le bottier 1 est placé sur un plan qui est incliné vers le haut et vers l'avant par rapport à un plan horizontal 33, d'un angle prédéterminé e comme on peut le voir sur la figure 2, ainsi la partie de surface inférieure ld est inclinée vers le haut à partir du plan horizontal 33, sur le même angle. La bille 25 est ainsi sollicitée, par sa propre gravité, pour rester dans la position portant contre la face interne de l'organe formant tampon 23 et en conséquence, elle permet au second orifice 19a de rester
ouvert comme cela est illustré.
L'ensemble formant soupape régulatrice de pression du fluide ayant le bottier 1 ainsi placé est pourvu d'un maître cylindre 34 et de cylindresdes roues arrière (non représentés)d'un système de freinage à commande par fluide. Dans ce but, l'orifice d'entrée 7 du fluide communique avec l'un des deux orifices d'amenée du fluide sous pression du maître cylindre 34 également installé dans le véhicule automobile. L'autre orifice d'amenée de fluide sous pression du maître cylindre 34 communique avec les cylindres des roues (non représentés) reliés aux unités de freinage à commande par fluide pour les roues avant du véhicule. Par ailleurs, l'orifice de sortie 9 communique avec les cylindres desroues (non représentés) reliés aux unités de freinage à commande par fluide pour les roues arrière du véhicule. Le maître cylindre 34 est adapté à fournir, par ses orifices, un fluide à une pression variable Pm quand il est actionné par une pédale
de frein 35.
En condition de non-décélération du véhicule, la bille 25 est maintenue à la position portant contre la face extrême interne de l'organe formant tampon ou bouchon
23 en vertu de sa propre gravité et, en condition d'accélé-
ration du véhicule, encore plus par la force d'inertie
impartie à la bille 25. La bille 25 s'éloigne par consé-
quent de l'organe formant siège 27 et permet à la chambre 24 d'être ouverte vers le second orifice 19a, pour établir une communication entre les premier et second passages 8
et 19 par la chambre 24.
Quand,.par ailleurs, le maître cylindre 34 est maintenu inopératif, aucune pression de fluide n'est développée dans la partie axiale arrière lb du bottier 1, ainsi le plongeur 3 est maintenu par la force du ressort 21 en une position axiale o le manchon 12 porte contre la face extrême définissant l'extrémité fermée de l'alésage 1b comme on peut le voir sur la figure 2. La soupape à clapet 11 est par conséquent forcée par le ressort 10 à avoir sa tige pressée à son extrémité arrière contre la face extrême fermée de la partie lb, ainsi la tête de la soupape 11
fait axialement saillie dans l'alésage 3b du plongeur 3.
La tête de la soupape 11 étant ainsi dégagée du manchon 12, l'alésage axial 3b dans le plongeur 3 peut être ouvert vers l'alésage axial dans le manchon 12. Par ailleurs, le piston 14 est pressé à son extrémité avant contre la face extrême interne de l'organe formant bouchon 13 par la
force du ressort 21 comme on peut le voir sur la figure 2.
Quand la pédale du frein est enfoncée, le maître cylindre 34 est rendu opératif pour fournir, par ses deux orifices d'amenée de fluide sous pression, une pression de fluide Pu qui varie continuellement avec la quantité de déplacement de la pédale 35. La pression Pm fournie par l'un des deux orifices du maître cylindre 34 est dirigée vers le cylindre des roues (non représenté) relié aux unités de freinage à commande par fluide pour les roues avant du véhicule et force ces unités à appliquer des
forces de freinage aux roues avant.
La pression Pm fournie par l'autre orifice du mattre cylindre 34 est dirigée par l'orifice d'entrée de fluide sous pression 7 vers la chambre axiale avant 4 dans le bottier de soupape et de la chambre 4 dans l'alésage axial 3b du plongeur 3 par les orifices radiaux 3c dans le plongeur 3. Avec la tête de la soupape 11 dégagée du manchon 12 comme on l'a mentionné ci-dessus, la pression de fluide admise dans l'alésage axial 3b peut passer par l'alésage axial et les orifices radiaux 12a du manchon 12 vers la chambre axiale arrière 5 du bottier 1. De la chambre 5, la pression du fluide est dirigée par l'orifice de sortie 9 vers le cylindre des roues (non représenté) relié aux unités de frteae à commande par fluide pour les roues arrière, forçant ces unités à appliquer des forces
de freinage aux roues arrière du véhicule.
La pression Pr du fluide fourni au cylindre pour les roues arrière dans ces conditions est ainsi égale à la pression du fluide Pm fourni par le maître cylindre 34. Les roues arrière du véhicule sont par conséquent freinées par des forces qui sont sensiblement égales aux forces
de freinage appliquées aux roues avant du véhicule.
En supposant maintenant que la partie axiale
arrière lb dans le bottier 1 a une aire en coupe transver-
sale A1 et que l'alésage axial dans le moyen de retenue 2
a une aire en coupe transversale A2, la condition d'équili-
bre pour le plongeur 3 est donnée par l'équation Pm.A2 = F, o F est la force du ressort 21. Tandis que la pédale 35 est plus profondément enfoncée et qu'en conséquence la pression Pm du fluide fourni par le maître cylindre 34 devient plus élevée, la force sollicitant le plongeur 3 pour se déplacer axialement vers le piston 14 devient plus importante. Quand la pression Pm augmente au-delà d'une certaine valeur critique Ps, la force Pm.A2 résultant de la pression du fluide agissant sur le plongeur 3 surmonte la force d'opposition F du ressort 21, ainsi le plongeur 3 est forcé à se déplacer axialement vers le piston 14 contre la force du ressort 21. Ce mouvement du plongeur 3 est suivi de 1 'engagement d'aboutement du manchon 12 avec la tète de la soupape à clapet 11 qui est sollicitée pour s'éloigner axialement de l'extrémité la plus interne fermée de l'alésage axial 3a dans le plongeur 3 par la force du ressort 10. Cela force la tète de la soupape à clapet 11 à tenter de fermer l'alésage axial dans le manchon 12 et de bloquer la communication entre l'alésage
axial 3a du plongeur 3 et l'alésage axial du manchon 12.
La valeur critique Ps de la pression Pm du fluide à laquelle la-soupape 11 est ainsi forcée à tenter de fermer
l'alésage axial dans le manchon 12 est donnée, en rempla-
çant Pm par Ps dans l'équation ci-dessus, par Ps = F/A2......... équation 1 Si la pression du fluide Pm pour le maître cylindre 34 est encore accrue au-delà de la valeur critique Ps, la pression du fluide dirigée vers la chambre axial avant 4 sert à solliciter le plongeur 3 pour s'éloigner du piston 14 par la force exprimée par Pm(A1-A2).Cette force, combinée à la force F du ressort 21, sollicite le plongeur 3 pour se déplacer dans une direction permettant à la soupape 11 d'ouvrit l'alésage axial dans le manchon 12 et donne ainsi lieu à une augmentation de le, pression du fluide Prà appliquer par l'orifice 9 de sortie de pression de fluide. De cette façon, le plongeur 3 sur lequel agituae pression de fluide Pm supérieure à la valeur critique Ps, est maintenu en position axiale d'équilibre en conservant la relation qui suit Pr.A1 = Pm(A1-A2) + F......... équation 2 Il s'ensuit, de l'équation 2, que la pression du fluide Pr à fournir au cylindre pour les roues arrière est donnée par l'équation
A1- A2 F
Pr =, pu +
A1 A1
= M.Pm + F/A1,........ équation 3
o: M = (A1-A2)/A1-
On comprendra, par la description ci-dessus, que
la pression Pr efficace pour appliquer les forces de freinage aux roues arrière augmente à une allure égale à
l'allure d'augmentation de la pression du fluide Pm en-
dessous de la valeur critique Ps et à une allure constante M inférieure à l'allure d'augmentation de la pression PN
au-delà de la valeur Ps.
Par ailleurs, une augmentation de la pression Pm du maltre cylindre 34 est suivie d'une augmentation de la force de freinage B résultant de la pression Pm. Ainsi, la force de freinage B est donnée par, en termes de la pression du fluide Pm: B = C.Pm......... équation 4 o C est une constante. L'augmentation de la force de freinage B a, à son tour, pour résultat)une augmentation de l'allure de décélération du véhicule sur lequel agissent
les freins. Dans ce cas, le rapport d'allure de décéléra-
tion, c'est-à-dire le rapport entre l'allure ou taux de
décélération ce du véhicule à l'accélération de la pesan-
teur g peut s'écrire, quand le poids du véhicule est donné par W, sous la forme de co4 /g= B/W.....équation 5 Quand le rapport d'allure de décélération " /g atteint une certaine valeur qui est fonction de l'angle e auquel le bottier 1 de la soupape régulatrice de pression représentée sur la figure 2 est incliné par rapport au plan horizontal 33, alors la bille 25 entre en action pour s'éloigner de la face extrême interne de l'organe formant tampon ou bouchon 23 et ferme l'ouverture dans l'organe formant siège 27 contre la composante, en direction longitudinale du bottier 1, de la force résutant de l'accélération de la pesanteur g. La valeur particulière efficace pour amener la bille à ce mouvement est donnée en termes de l'angle O par (C</g) f(e)...... équation 6 o f( e) est une fonctQc de l'angle tI Quand le second orifice 19a de la chambre 24 est fermé par la bille 25, la pression du fluide Pm dirig6évers la chambre 24 par le premier passage 8 et le premier orifice 8a de l'organe formant soupape de détection
de décélération est empêchée d'entrer dans le second pas-
sage 19 du moyen formant soupape. Si, par conséquent, la pression Pm fournie par le maître cylindre 34 continue encore à augmenter, la pression de fluide développée dans la chambre 15 est maintenue au niveau de la pression Pm fournie par le maître cylindre 34 au moment particulier o l'orifice 19% est fermé par la bille 25. La pression Pg du fluide confiné au second passage 19 età lachambre de piston 15 dans ces conditions est donnée, sur la base de l'équation 4 et de l'équation 5, par f (O) i(@) Pg =. W........ équation 7
C
Quand l'équation 7 est établie, la force résultant de la pression Pg agissant sur le piston 14 est égale à la force F du ressort 21 ainsi, si la partie axiale avant la a une aire en coupe transversale A3, on a l'équation suivante: F = Pg.A3 Un remplacement de l'équation 7 dans cette équation donne f(e) F =.A...... équation 8 C En considérant cette équation 8, l'équation 1 peut être réécrite comme suit (f(e)/c). A.W Ps = '...... équation 9 A2 On peut voir que la valeur critique Ps de la pression Pm varie directement proportionnellement au poids
W du véhicule.
Par conséquent, quand la pression du fluide Pr à amener au cylindre pour les roues arrière est supérieure à la valeur critique Ps, c'est-à-dire si Pr > Ps, l'équation 3 est réécrite, en y remplaçant l'équation 8, sous la forme de (f(Q)/C) >*W Pr =M.Pm+.. ... équation 10 A1 Ainsi, la pression Pr efficace pour appliquer les forces de freinage aux roues arrière varie à la fois avec la pression du fluide Pm fournie par le maitre cylindre 34 et le poids W du véhicule après fermeture du second orifice 19a de l'organe formant soupape de détection
de décélération par la bille 25.
Dans le cas o la pédale 35 est profondément et rapidement enfoncée pendant la vitesse de croisière du véhicule, cela provoque une augmentation brusque de la pression Pm du fluide fourni par le maître cylindre 34. La pression de fluide Pm croissant rapidement est dirigée par l'orifice d'entrée 7 et la chambre axiale avant 4 vers le premier passage 8 du moyen formant soupape de détection de décélération ou sensible à la décélération. Grâce à la prévision du rétrécissement à l'écoulement 32 dans le passage 8, le débit du fluide passant par le passage 8 vers la chambre 24 est limité>ainsi la pression du fluide dans la chambre 24 augmente à une allure limitée en comparaison à l'allure d'augmentation de la pression du fluide amené Pm. Des expériences ont montré que l'allure d'augmentation de la pression du fluide dans la chambre 24 était réduite à environ 314 bars par seconde grâce à la prévision du rétrécissement 32 en comparaison avec l'allure d'augmentation de l'ordre de 785 bars par seconde dans une soupape régulatrice de pression selon l'art antérieur du type décrit. On peut mentionner que le diamètre A de l'orifice 8a et le diamètre B du rétrécissement 32 (figure 3) de l'ensemble formant soupape utilisé dans les expériences étaient,à peu près de 0,8 mm et 0,6 mm,
respectivement.
En conséquence de cette allure limitée d'augmen-
tation de la pression du fluide dans la chambre de soupape pendant un freinage brusque du véhicule, la bille 25 subissant une décélération subite dans la chambre 24 ne peut être soumise à une aspiration qui serait autrement induite par le fluide se retirant rapidement de la chambre 24 dans l'orifice 19a. Par ailleurs, les premier et second orifices 8a et 19a ouverts dans la chambre 24
sont dirigés de façon que les forces résultant respective-
ment des pression dynamiques de l'écoulement du fluide entrant dans la chambre 24 par le premier orifice 8a et l'écoulement du fluide quittant la chambre 24 par le second orifice 19a sontpratiquement annulées l'une par l'autre. Pour ces deux raisons, la bille 25 peut se déplacer uniquement sous l'influence de la force d'inertie qui y est exercée par suite de la décélération brusque du véhicule et de la force résultant de la composante de l'accélération de la pesanteur dans la direction ayant pour angle Q par rapport au plan horizontal 33. En conséquence, la bille 25 peut fermer l'orifice 19! exactement au moment o la relation exprimée par l'équation
6 est atteinte par l'allure de décélération du véhicule.
En d'autres termes, la pression du fluide Pr fournie au cylindre pour les roues arrière augmente avec la valeur critique Ps qui augmente avec certitude tandis que la quantité de charge du véhicule augmente. Cela a pour
résultat que les roues arrière d'un véhicule qui est forte-
ment chargé peuvent être freinées au moyen de forces
appropriées de freinage sans qu'elles ne soient bloquées.
La figure 4 montre une modification de l'agence-
ment de la bille et de la chambre du moyen formant soupape de détection de décélération du mode de réalisation de l'ensemble formant soupape précédemment décrit en se
référant aux figures 2 et 3.
Dans l'agencement de la bille et de la chambre de la figure 4, dans la chambre 24 est placé un manchon cylindrique 29 o est disposée la bille 25. Le manchon 29 a une extrémité arrière ouverte reçue comme en 29! sur la face extrême interne de l'organe formant tampon ou bouchon 23, et des parois inférieure et supérieure 29b et 29c qui sont reçues sur les surfaces extrêmes internes inférieure et supérieure respectivement, de la chambre 24. La paroi inférieure 29_ sert d'équivalent à la partie de surface inférieure id dans le moyen formant soupape de détection
de décélération du mode de réalisation des figures 2 et 3.
Le manchon 29 comporte de plus une partie de paroi extrême avant ouverte 29d très précisément reçue sur l'organe formant siège annulaire de bille 27 placé à l'extrémité la plus avant de la chambre 24. Dans l'agencement de la figure 4, l'organe formant siège de bille 27 fait légèrement saillie axialement dans la chambre 24, ainsi la paroi avant à ouverture 29d du manchon 29 est légèrement espacée vers l'arrière de la surface extrême interne avant de la chambre 24. Un espace est ainsi formé entre la paroi extrême avant ouverte 29d du manchon 29 et la surface
interne avant de la chambre 24. Cet espace est en communi-
cation constante avec l'orifice 8a par le canal 26 précédemment mentionné qui est formé dans la paroi extrême
interne supérieure de la chambre 24.
La paroi extrême avant 29d du manchon 29 est pourvue d'une ouverture centrale 29e axialement adjacente à l'ouverture dans l'organe formant siège 27, ainsi la chambre 24 communique avec le passage 19 par l'ouverture 29 daru la paroi extrême 29d et l'ouverture dans l'organe formant siège 27. La paroi extrême avant 294 du manchon 29
comporte de plus un certain nombre de petits trous 29f.
Chacun de ces petits trous 29f débouche à une extrémité dans l'espace cidessus mentionné et à son autre extrémité, dans l'espace interne du manchon 29 sur le côté avant de cet espace. Ainsi, chaque trou 29f est efficace pour diriger la pression du fluide du passage 8 vers la bille 25 dans la chambre 24 et sert par conséquent d'équivalent de l'orifice 8a dans le moyen formant soupape de détection
de décélération du mode de réalisation des figures 2 et 3.
Pour cette raison, l'aire en coupe transversale du rétré-
cissement 32 prévu dans le passage 8 est choisie pour être plus petite que la somme des aires en coupe transversale de ces trous 29f. Les trous 29f sont de préférence agencés de façon à être sensiblement symétriques par rapport à une extension de l'axe central du manchon 29, et en conséquence
à l'axe central de l'orifice 19!.
L'agencement de la bille et de la chambre de la figure 4 est essentiellement semblable à celui du moyen formant soupape de détection de décélération du mode de
réalisation décrit en se référant aux figures 2 et 3.
Tandis que la présente invention a été décrite en se référant à un ensemble formant soupape de pression de fluide se composant, en réalité, de la combinaison de moyens formant soupapesde proportionnement de pression et de détection de décélération, il sera apparent que l'objet de la présente invention peut être réalisé dans un ensemble formant soupape régulatrice de pression de fluide de la nature ne fonctionnant que comme soupape
de détection de décélération.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aucmodo de réalisation décritset représentés qui n'ont été donnM qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques
des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-
ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre
dans le cadre de la protection comme revendiquée.
Claims (6)
1.- Ensemble formant soupape régulatrice de la pression d'un fluide à utiliser dans un système de freinage à commande par fluide d'un véhicule automobile, ledit ensemble devant être prévu entre un maître cylindre et les cylindres des roues arrière dudit système de freinage, caractérisé en ce qu'il comprend: un boîtier de soupape (1) avec une chambre de soupape (24), ledit boîtier ayant une partie de surface inférieure interne (1d) au fond de. ladite chambre, ladite partie de surface inférieure interne ayant une direction longitudinale inclinée vers le haut par rapport à un plan horizontal dans une direction vers l'avant du véhicule, un premier orifice de fluide (&a) débouchant vers ladite chambre, un premier passage de fluide (8) conduisant dudit premier orifice, un second orifice de fluide (19a) débouchant dans ladite chambre, et un second passage de fluide (19) conduisant dudit second orifice, et une bille (25) d'un poids prédéterminé et placée dans ladite chambre>rmobile sur ladite partie de surface inférieure interne dans une direction sensiblement parallèle à la direction longitudinale de ladite partie de surface inférieure interne, lesdits premier et second orifices ouvrant vers ladite chambre du c8té avant de ladite billetainsi-les pressions de fluide exercées sur ladite bille par les écoulements de fluide entrant et sortant de ladite chambre par lesdits premier et second orifices, respectivement,
sont au moins partiellement annulées l'une par l'autre,.
et ledit second orifice est placé pour être fermé quand ladite bille est déplacée vers l'avant dans ladite chambre dans la direction sensiblement parallèle à ladite direction longitudinale, ledit premier passage ayant un rétrécissement (32) plus petit, en aire - en coupe transversale que ledit
premier orifice.
2.- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second orifice (19!) précité est dirigé sensiblement en ligne avec la direction dans laquelle la bille précitée est mobile dans la chambre précitée, sensiblement parallèlement à la direction longitudinale
de la partie de surface inférieure interne précitée.
3.- Ensemble selon la revendication 2,caractérisé en ce que les premier et second orifices (8a)et(19!) précités sont dirigés sensiblement vers le point central de la bille précitée quand ladite bille est maintenue à sa position limite la plus éloignéedans la chambre précitée
dudit second orifice.
4.- Ensemble selon la revendication 3, caractérise en ce que les premier et second orifices précités (8a, 19a) sont dirigésaye.uangle de l'ordre de 45 entre eux autour
du point central de la bille précitée.
5.- Ensemble selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que le
bottier précité a une direction longitudinale qui est sensiblement parallèle à la direction longitudinale de la
partie de surface inférieure interne précitée.
6.- Ensemble selon l'une quelconque des
revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend de
plus un organe creux (29) placé solidement dans la chambre (24) précitée, et o est disposée la bille (25) précitée, ledit organe creux ayant une paroi inférieure (291,) ayant une partie de surface interne constituant la partie de surface inférieure interne précitée, ladite bille étant mobile dans ledit organe creux dans une direction
sensiblement parallèle à la direction longitudinale de la-
dite partie de surface interne inférieure, ledit organe creux ayant une ouverture (29e) adjacente et ouverte vers le second orifice précité, et au moins un trou (29e) débouchant à une extrémité vers l'espace interne dans ledit organe creux sur le côté avant de ladite bille et qui communique, à son autre extrémité, avec le premier passage de fluide précité, ledit trou constituant le
premier orifice de fluide précité.
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| FR2473438B1 FR2473438B1 (fr) | 1986-10-03 |
Family
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