FR2489227A1 - Ensemble de valve de commande - Google Patents

Abstract

INVENTION CONCERNANT LE FREINAGE DES VEHICULES. VALVE REGULATRICE, COMMANDANT LA PRESSION APPLIQUEE SUR LES FREINS ARRIERE D'UN VEHICULE, QUI COMPREND UNE ENTREE 15 DU FLUIDE D'ACTIONNEMENT ET UNE SORTIE 14, RELIEE AUX FREINS ARRIERE, LESQUELLES COMMUNIQUENT NORMALEMENT PAR LA CHAMBRE D'ENTREE 13, UN PASSAGE 22, DES OUVERTURES 23, UNE CHAMBRE 24, UN SIEGE DE VALVE 28 ET UNE CHAMBRE 12. UNE CHAMBRE AUXILIAIRE 29 EST RELIEE A LA CHAMBRE D'ENTREE 13 PAR UN ETRANGLEMENT 31 ET A UN SIEGE 35 DE VALVE D'EVACUATION. UN PENDULE 3, POUSSE CONTRE LE SIEGE 35 PENDANT LA DECELERATION, LE FERME ET PERMET A LA PRESSION DANS LA CHAMBRE 29 DE MONTER POUR QUE LES PISTONS 9 ET 10 AILLENT VERS LA DROITE EN ISOLANT L'ENTREE 15 DE LA SORTIE 14. APPLICATION A L'EQUILIBRAGE DU FREINAGE A L'AVANT ET A L'ARRIERE.

Description

i La présente invention, concernant le freinage des véhicules, est plus

spécifiquement relative à des ensembles de valve de commande pour systèmes de freinage de véhicules et plus particubèrement à de tels ensembles qui incorporent une valve de régulation de pression pour régler la pression de freinage appliquée aux freins de

roues arrière.

On connaît des valves régulatrices qui rédui-

sent la pression appliquée aux freins de roues arrière relativement à la pleine pression appliquée aux freins

de roues avant, après qu'une pression d'intervention pré-

déterminée a été atteinte.

On a proposé antérieurement de modifier la pression d'intervention de ces valves en réponse à la

décélération du véhicule. Ceci peut etre obtenu en em-

ployant une bille ou un pendule dont le mouvement rela-

tif par rapport au reste du véhicule, en réponse à la

décélération, modifie le fonctionnement de la valve ré-

gulatrice pour tenir compte de la décélération du véhi-

cule et donc du transfert de la charge des roues arrière

aux roues avant, qui se produit au cours du freinage.

De telles valves, utilisant un mécanisme sensible à la décélération pour modifier la pression d'intervention

de la valve régulatrice, assurent que lorsque le véhi-

cule est chargé la pression d'intervention soit plus

grande que lorsque le véhicule est déchargé.

Avec de telles valves, on rencontre la diffi-

culté que lors d'un freinage brusque, par exemple si l'on est obligé de s'arrêter brutalement, toute la pression

de la source de pression peut passer par la valve régu-

latrice avant que les moyens de détection de décélération ne modtnent le fonctionnement de cette valve, de sorte que les freins arrière peuvent être trop sollicités, d'o peut résulter un blocage des roues. Dans les camions, un tel blocage des roues peut être très dangereux et dans les véhicules avec articulation il peut survenir

un saut de détente.

Dans des ensembles antérieurement proposés qui ont été décrits dans les publications de demandes de brevets britanniques de la Demanderesse n0 2 010 996 A et 2 051 275 A, on a proposé de résoudre le problème en prévoyant un ensemble de valve-de commande pour un système de freinage de véhicule, qui comprend une entrée,

une sortie et une valve régulatrice comportant un élé-

ment de valve de commande pouvant être déplacé pour ou-

vrir et fermer ladite valve de manière à régler la com-

munication entre ladite entrée et ladite sortie et des

moyens répondant à la décélération du véhicule et pou-

vant fonctionner pour réduire la pression à ladite sortie

après que ladite valve se soit fermée.

Conformément à la présente invention, on pré-

voit une valve de commande de pression de freinage, des-

tinée à être placée entre une source de fluide d'action-

nement des freins et les freins de roue d'un véhicule pour régler la pression du fluide appliqué auxdits freins de roues au cours de l'application du frein, ladite valve de commande incluant une chambre de commande auxiliaire dont la pression du fluide à son intérieur est réglée au

cours de l'application des freins par un organe répon-

dant à la décélération, ce qui fait que la valve de com-

mande répond à la décélération du véhicule; de plus, ladite valve de commande est telle que la chambre de commande auxiliaire est reliée, à tout moment au cours

de l'application des freins, à une source de fluide d'ac-

tionnement et à une valve d'évacuation vers l'extérieur, cette dernière étant formée par un siège de valve fixe

et par une partie de l'élément répondant à la décéléra-

tion, lequel entre en contact, lorsque la décélération est détectée, avec le siège de valve pour fermer la valve d'évacuation et pour permettre de ce fait à la pression

existant à l'intérieur de la chambre de commande auxi-

hlaire d'augmenter jusqu'à ce que la pression dans la chambre de commande auxiliaire, agissant sur l'aire du siège de valve d'évacuation, produise, sur l'élément répondant à la décélération, une force égale à celle qui est exercée du fait de la décélération détectée par l'organe répondant à la décélération contre le siège de

valve d'évacuation.

On décrira maintenant certaines formes d'en- sembles de valve de commande conformes à l'invention

pour systèmes de freinage de véhicule, à titre d'exem-

ples non limitatifs, avec référence aux dessins ci-

annexés, parmi lesquels la figure 1 est une coupe transversale axiale d'un ensemble de valve de commande, selon une première forme de réalisation; la figure 2, une coupe transversale axiale

d'un autre ensemble de valve de commande selon unedeu-

xième forme de réalisation, incorporé dans un circuit de freinage; et

la figure 3, un schéma d'un circuit de frei-

nage possible incorporant l'ensemble de valve de la fi-

gure 2.

Pour avoir une meilleure compréhension de la

description qui va suivre, on pourra se reporter aux

demandes de brevets britanniques citées ci-dessus.

En se référant d'abord à la figure 1, l'ensemble de valve de commande, conçu pour être utilisé dans un système de freinage à air comprimé, comprend un corps 1

incluant une chambre interne 2 dans laquelle un dispo-

sitif sensible à l'inertie, ayant la forme d'un pendule 3, est monté avec pivotement. Le pendule 3 comporte un bras 4 qui est fixé par un boulon 5au corps 1 et qui

comporte une partie 6 en bande d'acier à ressort.

Dans des perçages coaxiaux 7 et 8 ménagés dans le corps 1, on a monté avec coulissement deux pistons

9 et 10 qui ont des aires de section transversale diffé-

rentes et qui délimitent respectivement, dans le corps, des chambres de pression de sortie 12 et d'entrée 13, la chambre de sortie 12 comportant un orifice de sortie 14 destiné à être raccordé aux freins de roues arrière du véhicule (non représentés) et la chambre d'entrée

13 comportant un orifice d'entrée 15 destiné à être rac-

cordé à une source de pression (non représentée). les pistons 9 et 10 sont reliés, avec engagement assurant une transmission de poussée, par une partie de prolonga-

tion tubulaire 16 qui passe de manière étanche au tra-

vers d'une cloison fixe 17. Dans la forme de réalisation représentée, la partie 16 est solidaire du piston de gauche 9 et entre de façon étanche dans un alésage 18 ménagé dans le piston de droite 10. Les pistons sont sollicités vers la gauche, dans la position de repos

représentée, par un ressort 20.

A l'intérieur du prolongement 16 peut coulis-

ser une buse 21 présentant un perçage axial 22 et des orifices radiaux 23, qui relient la chambre d'entrée 13 à une chambre 24 ménagée dans le piston de gauche 9

situé entre les chambres d'entrée 13 et de sortie 12.

La buse 21 porte un organe obturateur de valve 25 qui est sollicité par un ressort 26 à s'appliquer contre

un siège de valve d'évacuation fixe 27. Lorsque le pis-

ton de gauche se déplace vers la droite, l'obturateur s'applique contre un autre siège 28 d'une valve de sortie qui règle la communication entre la chambre de

sortie 12 et la chambre intermédiaire 24.

Entre le piston d'entrée de droite 10 et la cloison 17 une chambre auxiliaire 29 est définie; cette chambre est reliée par un étranglement 31 à la chambre

d'entrée 13 et par l'intermédiaire d'une valve auxiliai-

re 32 commandée par le pendule, à la chambre interne 2 communiquant avec l'atmosphère par un passage 335et une valve de non retour 34. la valve auxiliaire 32 comprend

un siège annulaire 35 contre lequel s'applique légère-

ment, dans la position normale du pendule, une plaque

36 située sur le bras de pendule 4.

On décrira maintenant le fonctionnement de l'ensemble de valve. La pression d'entrée provenant d'une source convenable, comprenant par exemple une valve à

pédale distante, alimentée par un réservoir d'air compri-

mé, pénètre dans la chambre d'entrée 13 par l'orifice d'entrée 15 et arrive, par le perçage 22 et les orifices 23 de la buse 21, dans la chambre intermédiaire 24. Comme la valve de sortie est ouverte, la pression d'entrée est transmise à la chambre de sortie 12 et, par l'orifice de sortie 14, aux freins de roue arrière. La pression

de sortie agit sur la face de gauche du piston 9.

Simultanément, une pression est admise à par-

tir de la chambre d'entrée 13 dans la chambre auxiliaire

29, cette pression étant inférieure à la pression d'en-

trée à cause de l'étranglement 31. La pression réduite agit également sur le pendule 3, à savoir sur l'aire du siège de valve auxiliaire 35, ce qui tend à déplacer le pendule vers la gauche, ceci étant vu sur la figure 1, et par conséquent à ouvrir la valve 32 pour évacuer

la chambre 29.

Néanmoins, la pression de freinage appliquée

amène une décélération du véhicule qui sollicite le pen-

dule vers la droite, contre le siège de valve 35. Ainsi, la valve 32 reste fermée jusqu'à ce qu'un équilibre ait

été atteint, pour lequel la pression dans la chambre au-

xiliaire 29 agissant sur la surface du siège de valve

est égale à la force de décélération sur le pendule.

La pression d'entrée réduite existant dans la chambre auxiliaire 29 dépend ainsi de la force du pendule et par suite de la décélération du véhicule. Cette pression d'entrée réduite agit sur le côté gauche du piston 10 en coopération avec la pression de sortie agissant sur le côté gauche du piston 9, contrairement à l'effet de la pression d'entrée s'exerçant sur le côté droit du

piston 10 et de la charge du ressort 20. Lorsque la pres-

sion d'entrée atteint un niveau suffisant, les pistons

se déplacent vers la droite en fermant la valve de sortie.

Si la pression des freins arrière était trop élevée, les

pistons continueraiEnt à se déplacer et la valve d'évacua-

tion formée par le siège 27 et l'organe de fermeture 25

s' ouvriraitpour réduire la pression des freins arrière.

Par la suite, lorsque la pression d'entrée et la décé-

lération varient, les valves de sortie et d'évacuation s'ouvrent et se ferment pour fournir une pression de sortie qui dépend de la décélération du véhicule et de

la pression d'entrée.

On appeUlera Ai l'aire totale du piston 10, A2 l'aire totale du piston 9, A3 l'aire totale de la buse 21 et A4 l'aire du siège de valve de sortie 28; alors la relation d'équilibre pour l'ensemble, lorsque les valves d'évacuation et de sortie sont appliquées sur leur siège est: P A + F = P2 (A2 - A4) + P3 (Ai - A3) o P1 est la pression d'entrée, P21 la pression de sortie, P3, la pression réduite par étranglement (dans la chambre auxiliaire 29)

et F est la force du ressort 20.

On comprendra que la valve de la figure 1 peut être facilement modifiée pour l'utiliser dans un système

de freinage hydraulique sous pression.

Sur la figure 2, on a représenté une forme d'ensemble de valve de commande 100 pour freins de roues hydrauliques-pneumatiques. La communication entre une entrée de fluide hydraulique 40 et une sortie 41 reliée aux freins de roues arrière 42 est réglée, dans ce mode de réalisation, par une valve de dosage à bille 43 qui, dans l'état de

repos représenté, est maintenue ouverte par le prolonge-

ment 44 d'un piston d'entrée 45. Ce prolongement 44 passe de façon étanche autravers d'une cloison fixe 46 et d'une chambre interne 47 dans un perçage 48. Un ressort de

commande 49 sollicite le piston 45 à venir dans sa posi-

tion de repos.

De même que dans le mode de réalisation précé-

dent, un pendule 51 est monté à pivotement dans la cham-

bre 47' qui est évacuée vers l'atmosphère par une valve

de non retour 52, et ferme normalement une valve auxi-

liaire 53. La valve 53 règle la communication entre la chambre 47 et une chambre auxiliaire 54 définie entre le piston 45 et la cloison 46. Un étranglement 55 est

placé entre la chambre auxiliaire 54 et une chambre d'en-

trée 56 comportant un orifice 57 relié à une valve à

pédale 58. La valve 58 actionne deux actuateurs pneuma-

tiques-hydrauliques 59 dont l'un et directement relié

au frein de roue avant 60 et l'autre, à l'entrée 40.

On décrira maintenant le fonctionnement de

l'ensemble de valve.

Lorsque la valve à pédale 58 est actionnée au

pied pour appliquer les actuateurs pneumatiques-hydrauli-

ques 59 l'air comprimé alimente l'orifice 57 et le pis-

ton de commande 45 est sollicité vers la gauche, de sorte que la pression hydraulique peut être librement transmise,

par l'intermédiaire de la valve à bille 43, de l'actua-

teur de frein arrière 59 aux freins arrière 42. Cette pression hydraulique produit sur le prolongement 44 une force opposée à la charge appliquée. En même temps la décélération du véhicule amène le pendule 51 à agir contre le siège de valve auxiliaire 35 pour régler la pression

dans la chambre auxiliaire 54 comme il a été décrit ci-

dessus avec référence à la figure 1. Naturellement, la pression d'entrée est la pression d'air appliquée par la valve à pédale. La pression dans la chambre auxiliaire monte jusqu'à ce que cette pression s'exerçant sur l'aire du siège de valve 35 soit égale à la force appliquée par le pendule contre le siège 35. La valve est en équilibre lorsque: P2 A + f= P A + S avec: Pi = pression d'entrée de l'air à partir de la valve à pédale P2 = pression (hydraulique) sur les freins arrière K = force proportionnelle à la décélération S = sollicitation du ressort 49 A1 = aire effective du piston 45 A2 = aire effective du prolongement 44 f2 g = décélération On peut choisir les aires A1, A2 et le facteur

K de façon à obtenir une relation correcte entre les pres-

sions appliquées à l'avant et à l'arrière, pour le cas

du déchargement et pour le caws du chargement.

Par exemple, lorsque le véhicule est déchargé avec une pression appliquée P1 donnée, le facteur K sera

grand et en conséquence P2 sera faible. lorsque le véhi-

cule est chargé, K est petit et P2 augmente par rapport à Pi. Si le véhicule est équipé d'un système double dans lequel les freins arrière sont appliqués par des circuits de freinage différents, le pendule pourrait alors actionner un fléau d'équilibre sur deux sièges

de valve pour commander deux ensembles de piston de com-

mande séparée.

L'ensemble de l'invention convient également

pour un système utilisant un élément servomoteur hydrau-

lique qui actionnerait un maitre-cylindre. Dans ce cas, la pression du servo-élément serait appliquée à l'orifice d'entrée 57 aussi bien qu'à l'orifice d'entrée 40 et le pendule serait logé dans une chambre reliée au réservoir

à fluide.

L'ensemble de la figure 2 pourrait être modifié en reliant l'entrée 57 à la dépression d'un servo-élément à cet effet, la chambre 47 étant également reliée à cette dépression. les spécialistes comprendront qu'avec une telle modification l'ensemble fonctionnera encore de la

manière décrite.

la figure 3 illustre comment l'ensemble de valve de la figure 2 peut être incorporé dans un système de freinage comportant un servo-élément 61 directement

actionné par l'air comprimé et actionnant un maître-

cylindre. Dans ce cas, le servo-actuateur 62 actionne un maître-cylindre tandem 63, dont une chambre est reliée aux freins avant 60 et dont l'autre chambre est reliée, par l'intermédiaire de l'entrée 40 et de la sortie 41, aux freins de roue arrière 42. L'orifice d'entrée 57 est relié au servo-élément 61, qui est alimenté en air

comprimé à partir d'un réservoir 64.

Le fonctionnement de l'ensemble de la figure 3 est semblable à celui de la figure 2 et ne nécessite

pas d'autre description. ci-dessus

Avec chacun des modes de réalisation décritw4 l'ensemble de valve est disposé de façon que la force de décélération ( -f) détermine la différence entre la g force exercée sur l'aire de piston d'entrée (P1A.1) et la force à la sortie (P2A2). Néanmoins, dans certains véhicules, en particulier ceux comportant des centres de gravité élevés, par exemple des camionnettes ou des camions, on a trouvé que les caractéristiques de valve requises peuvent être sensiblement différentes. Des modes de réalisation modifiés de l'invention, dans lesquels la pression d'entrée et la pression de sortie s'ajoutent,

pourraient être plus satisfaisants pour ces véhicules.

Les ensembles de valve ci-dessus décrits ré-

solvent le problème se présentant avec les dispositions antérieurement proposées, qui utilisent un élément de

valve de commande mobile pour doser la pression. Le pro-

blème a été résolu en utilisant un siège de valve fixe pour la valve auxiliaire pouvant ftre attaquée par le pendule et en combinaison avec un étranglement, ce qui

fournit une force de pression proportionnelle à la décé-

lération sans qu'il soit nécessaire d'avoir un élément

de valve de commande mobile.

Ainsi évite-t-on la difficulté qu'implique l'élément de valve de commande mobile, qui fonctionne dans certains cas dans un environnement hostile soumis aux variations de l'atmosphère et également on n'a besoin

que de petits mouvements pour le pendule.

1 0 En outre, si le pendule tombait en panne, dans chacun des modes de réalisation décrits ci-dessus, la sortie fournit une pression qui est dans un rapport 1:1

relativement à la pression d'entrée.

1 1

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Valve de commande de pression de freinage,

destinée à être placée entre une source de fluide d'ac-

tionnement des freins et les freins de roues d'un véhi-

cule pour régler la pression de fluide appliquée auxdits freins de roue au cours de l'application des freins, ladite valve de commande incluant une chambre de commande auxiliaire dont la pression du fluide a son intérieur est réglée au cours de l'application des freins par un organe répondant à la décélération, ce qui fait que la valve de commande répond à la décélération du véhicule, caractérisée en ce que la chambre de commande auxiliaire (29) est reliée, à tout -moment au cours de l'application des freins, à une source (15) de fluide d'actionnement et à une valve d'évacuation (32) vers l'extérieur, cette valve (32) étant formée par un siège de valve fixe (35) et par une partie (36) de l'organe (3) répondant à la décélération qui, lorsque la décélération est détectée, s'applique contre le siège de valve- (35) pour fermer la valve d'évacuation (32) et pour permettre de ce fait à

la pression existant à l'intérieur de la chambre de com-

mande auxiliaire (29) de croître jusqu'à ce que la pres-

sion à l'intérieur de cette chambre (29), agissant sur l'aire du siège de valve d'évacuation (35), produise sur l'organe répondant à la décélération (3) une force égale

à la force par laquelle l'organe répondant à la décélé-

ration (3) est sollicitée par la décélération détectée

contre le siège de valve d'évacuation (35).

2. Valve de commande de pression de frein selon la revendication 1, caractérisée en ce que la valve de commande est une valve de régulation comportant une entrée (15), destinée à être reliée à la source de fluide d'actionnement du frein, et une sortie (14), destinée à être reliée aux freins de roues, la valve de commande agissant, lorsque la pression à l'entrée (15) se trouve en-dessous d'une pression d'intervention, pour fournir une communication libre entre l'entrée (15) et la sortie (14), et agissant, lorsque la pression à l'entrée (15) est supérieure à la pression d'intervention, pour régler la communication entre l'entrée (15) et la sortie (14) afin de fournir une pression à la sortie (14) qui soit inférieure à la pression à l'entrée (15).

3. Valve de commande de pression de frein selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'une chambre d'entrée (13) est prévue dans ladite valve de commande, la chambre d'entrée (13) étant reliée, au cours de l'application du frein, par une communication avec ladite source (15), le fluide d'actionnement étant séparé de la chambre de commande auxiliaire (29) par un piston de commande (10) de la valve de commande, ce qui fait que le fluide sous pression à l'intérieur de la chambre d'entrée (13) et le fluide sous pression à l'intérieur de la chambre de commande auxiliaire (29) sollicitent

le piston de commande (10) dans des directions opposées.

4. Valve de commande de pression de frein

selon la revendication 3, caractérisée en ce que la cham-

bre de commande auxiliaire (29) est reliée à la chambre d'entrée (13) pour fournir ladite communication entre la chambre de commande auxiliaire (29) et la source (15)

de fluide d'actionnement.

5. Valve de commande de pression de frein

selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'un étran-

glement (31) est prévu entre la chambre d'entrée (13)

et la chambre de commande auxiliaire (29).

6. Valve de commande de pression de frein

selon l'une quelconque des revendications précédentes,

caractérisée en ce que ladite source (15) de fluide d'ac-

tionnement est ladite source (15) du fluide de frein

utilisé pour son application.

7. Valve de commande de pression de frein

selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, carac-

térisée en ce que ladite source de fluide d'actionnement

est le fluide de sortie d'une valve à air (58) qui ali-

mente en air un actuateur de frein hydraulique (59) actionné par de l'air comprimé et que ladite source de

fluide d'actionnement est le fluide de sortie dudit ac-

tuateur de frein hydraulique (59).

8. Valve de commande de pression de frein

selon l'une quelconque des revendications précédentes,

caractérisée en ce que l'évacuation de la valve d'éva-

cuation (32) se fait dans une chambre interne (2) de la valve de commande, dans laquelle l'organe répondant à

la décélération est logé.

9. Valve de commande de pression de frein selon la revendication 8, caractérisée en ce que le fluide de travail est l'air comprimé et en ce que ladite chambre

interne débouche à l'atmosphère.