FR3131568A1 - Clapet de frein amélioré à double pilotage - Google Patents

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Abstract

Clapet de frein amélioré à double pilotage. Clapet de frein (1) comprenant un corps principal (10), un arbre (20) mobile à l’intérieur du corps principal (10), une plaque de commande (60), un premier ressort (40) et un second ressort (50) agencés à l’intérieur du corps principal (10), dans lequel la plaque de commande (60) est mobile entre une configuration de libération et une configuration de frein, dans lequel l’arbre (20) est adapté pour être relié avec un premier actionneur (70) configuré pour faire coulisser l’arbre (20), le clapet de frein (1) comprend un orifice de fluide de commande (90) raccordé à une chambre de frein (92), une bague de clapet (95) qui définit la chambre de frein (92) avec le corps principal (10) et l’arbre (20), ladite bague de clapet (95) étant configurée pour, lorsqu’une pression pilote est appliquée dans la chambre de frein (92), déplacer l’arbre (20) vers la position actionnée ou pousser le second ressort (50) afin de déplacer la plaque de commande (60) vers la configuration de frein. Figure pour l’abrégé : Fig. 1.

Description

Clapet de frein amélioré à double pilotage
L’invention concerne le domaine des systèmes de freinage de véhicule, en particulier le domaine des clapets de frein à commande hydraulique.
Les clapets de frein à commande hydraulique sont habituellement actionnés directement par une commande telle qu’une pédale de frein, ou par le biais d’un circuit hydraulique dédié. Une telle double commande du frein est nécessaire pour permettre une commande directe par l’utilisateur, et une commande système du frein tel qu’un système de freinage commandé par voie électrique.
On sait mettre en œuvre les deux systèmes de frein sur un véhicule, un moteur ou un équipement. Cependant, l’intégration d’un double système de freinage est souvent problématique en termes de poids et de volume, étant donné que la multiplication des commandes entraîne une multiplication des composants requis.
La présente invention a pour but de proposer une solution répondant au moins partiellement à ces problèmes.
La présente invention concerne un clapet de frein comprenant un corps principal, un arbre, une plaque de commande, un premier ressort et un second ressort agencés dans le corps principal,
dans lequel la plaque de commande est mobile entre une configuration de libération et une configuration de frein
dans lequel l’arbre comprend
- une portion proximale et
- une portion distale qui est raccordée à une extrémité proximale du premier ressort,
le premier ressort présente une extrémité distale qui vient en appui sur le corps principal,
le second ressort présente une extrémité distale qui est adaptée pour agir sur la plaque de commande,
dans lequel
l’arbre est mobile dans le corps principal le long d’une direction longitudinale, entre une position rétractée et une position actionnée,
dans lequel
dans la position actionnée, la plaque de commande est poussée dans la configuration de frein, et
dans la position rétractée, la plaque de commande est dans la configuration de libération,
caractérisé en ce que
la portion proximale de l’arbre est adaptée pour être reliée à un premier actionneur configuré pour faire sélectivement coulisser l’arbre,
le clapet de frein comprend un orifice de fluide de commande raccordé à une chambre de frein, une bague de clapet dans le corps principal; qui définit la chambre de frein avec le corps principal et l’arbre, ladite bague de clapet étant configurée pour, lorsqu’une pression pilote est appliquée sur la chambre de frein, pousser l’arbre vers la position actionnée ou pousser le second ressort afin de pousser la plaque de commande vers la configuration de frein. La bague de clapet peut être indépendante de l’arbre ou peut être solidement raccordée à l’arbre ou être solidaire de l’arbre.
Selon la structure revendiquée, le clapet de frein permet d’actionner un frein par le premier actionneur ou par la bague de clapet actionnée par la pression provenant du conduit de pilotage à distance, dans lequel ces deux éléments agissent tous deux sur un élément qui peut par exemple être l’arbre ou le second ressort. Le second ressort est par exemple un moyen de retour de charge qui règle une rétroaction dans le clapet de frein.
Selon un mode de réalisation, l’arbre peut être poussé vers la position actionnée par le premier actionneur et/ou par la pression appliquée dans la chambre de frein. Dans ce cas particulier, la portion distale de l’arbre est raccordée à une extrémité proximale du second ressort.
Selon un exemple, le premier ressort et le second ressort sont agencés de manière concentrique.
Selon un exemple, le second ressort est agencé dans un volume interne défini par le premier ressort.
Selon un exemple, la portion distale de l’arbre est raccordée à une extrémité proximale du second ressort, l’arbre comprend une butée formée sur une surface externe de l’arbre, et la bague de clapet est adaptée pour venir en butée contre ladite butée afin de pousser l’arbre vers la position actionnée lorsque la pression pilote est appliquée dans la chambre de frein.
Selon un exemple, le clapet de frein comprend en outre un poussoir agencé à l’intérieur du corps principal, le poussoir est situé entre la plaque de commande et l’arbre, et l’extrémité distale du second ressort est raccordée au poussoir afin de comprimer le poussoir sur la plaque de commande.
Selon un exemple, le premier ressort est configuré pour pousser l’arbre vers sa position rétractée.
Selon un exemple, le second ressort a une rigidité qui est supérieure à une rigidité du premier ressort.
La présente invention concerne également un ensemble de frein comprenant le clapet de frein tel que défini précédemment, un actionneur de frein relié à la portion proximale de l’arbre, un commutateur de pression adapté pour piloter la pression distribuée à un circuit de frein; dans lequel le clapet de frein est configuré afin d’activer le commutateur de pression lorsque la plaque de commande est dans la configuration de frein.
Selon un exemple, le commutateur de pression est configuré pour permettre de réaliser une mise sous pression d’une ligne de freinage à pression qui est proportionnelle à un déplacement de l’arbre.
Selon un exemple, la pression maximum qui peut être transmise par le commutateur de pression à une ligne de frein est basée notamment sur les caractéristiques du second ressort.
Selon un mode de réalisation exemplaire, la pression maximum qui peut être transmise par le commutateur de pression à une ligne de frein n’est pas nécessairement égale à la pression de la source de pression, mais peut être une valeur de pression comprise entre la pression atmosphérique et le niveau de pression de la source de pression associée.
La pression de frein fournie par le clapet de pression est définie sur la base de la pression d’une source de pression associée et de la pression de réservoir, c'est-à-dire la pression ambiante. La pression de frein appliquée est définie par un équilibre entre l’action d’un ressort de rappel et une rétroaction de la pression de la ligne de frein sur le commutateur d’un côté, et la commande appliquée sur le clapet de pression de l’autre côté.
Selon un exemple, l’ensemble de frein comprend deux commutateurs de pression adaptés pour être activés par le clapet de frein lorsque le poussoir est dans la configuration de frein.
Selon un exemple, lesdits deux commutateurs de pression définissent un ensemble de freinage à double circuit adapté pour fournir deux pressions de sortie pour deux circuits de freinage indépendants. Dans cet exemple, un orifice de fluide de commande unique permet ainsi d’activer à distance deux circuits de freinage indépendants.
Selon un exemple, l’ensemble de frein comprend un circuit pilote adapté pour fournir sélectivement une pression pilote à l’orifice de fluide de commande.
Selon un exemple, l’actionneur de frein est une pédale de frein.
Selon un exemple, l’orifice de fluide de commande est raccordé à une source de pression, et ladite source de pression peut, par exemple, être une pompe hydraulique, un maître-cylindre, un accumulateur hydraulique ou n’importe quel autre moyen permettant de générer une pression de fluide.
L’invention et ses avantages ressortiront plus clairement suite à la lecture de la description détaillée suivante des différents modes de réalisation de l’invention, donnés à titre d’exemples non limitatifs. La présente description fait référence aux pages de dessins joints, dans lesquels :
La présente une vue partielle d’un clapet de frein selon un aspect de la présente invention.
La présente une autre vue partielle d’une configuration d’un clapet de frein selon un aspect de l’invention.
La présente une autre vue partielle d’une configuration d’un clapet de frein selon un aspect de l’invention.
La est une représentation schématique qui illustre le fonctionnement du clapet de frein.
La présente un exemple d’un clapet de frein selon un aspect de l’invention.
La présente un exemple d’un circuit de frein hydraulique qui comprend un clapet de frein selon un aspect de l’invention.
La présente un exemple de mode de réalisation du circuit de frein hydraulique de la .
La présente un exemple de mode de réalisation d’un raccordement d’un actionneur du clapet de frein.
La présente un autre exemple de mode de réalisation du raccordement d’un actionneur du clapet de frein.
La présente un autre exemple de mode de réalisation du raccordement d’un actionneur du clapet de frein.
Sur toutes les figures, les éléments similaires sont désignés par des références numériques identiques.
Les figures présentent un mode de réalisation exemplaire d’un clapet de frein 1 selon un aspect de l’invention dans différentes configurations. Les figures 1 à 3 présentent une vue partielle du clapet de frein, la illustre l’actionnement du clapet de frein 1 et la présente un exemple de toute la structure du clapet de frein 1.
Le clapet de frein 1, tel qu’illustré, comprend un corps principal 10, un arbre 20, un poussoir 30, un premier ressort 40, un second ressort 50 et une plaque de commande 60.
Le corps principal 10, tel que représenté, s’étend le long d’une direction longitudinale Z-Z. Il a une forme générale cylindrique, avec un volume interne.
L’arbre 20 est agencé pour être au moins partiellement à l’intérieur du corps principal 10, et est agencé pour pouvoir coulisser à l’intérieur du corps principal 10 le long de la direction longitudinale Z-Z. Dans l’exemple illustré, l’arbre 20 est inséré à travers une extrémité proximale 12 du corps principal 10, le corps principal 10 comprenant également une extrémité distale 14, opposée à l’extrémité proximale 12 le long de la direction longitudinale Z-Z. L’arbre 20 peut se déplacer entre une position rétractée et une position actionnée qui seront détaillées ci-après.
Afin de faciliter la description, nous définissons, pour l’arbre 20, une portion proximale 22 et une portion distale 24. La portion proximale 22 est arbitrairement définie comme étant la partie de l’arbre 20 qui fait saillie du corps principal 10, alors que la portion distale 24 est agencée à l’intérieur du corps principal 10. Nous comprenons cependant que cette désignation n’est pas limitative, et que la portion proximale 22 peut également être agencée à l’intérieur du corps principal 10.
Des éléments d’étanchéité sont positionnés entre l’arbre 20 et le corps principal 10. Dans le mode de réalisation illustré, l’arbre 20 comprend un canal interne 26 qui garantit une bonne lubrification d’un volume entre l’arbre 20 et le corps principal 10 et positionné entre deux joints d'étanchéité.
La portion proximale 22 est associée à un premier actionneur 70, tel qu’une pédale, qui peut être actionné par exemple par un utilisateur, directement ou indirectement, pour commander la translation de l’arbre 20, comme on le décrit de manière plus détaillée ci-après.
L’extrémité distale 14 du corps principal 10 est munie de la plaque de commande 60, qui est mobile le long de la direction longitudinale entre une configuration de libération et une configuration de frein.
La plaque de commande 60 est agencée pour agir sur un ou plusieurs commutateurs de pression 80 qui sont configurés pour piloter un frein. Dans le mode de réalisation illustré, on présente deux commutateurs de pression 80. Cependant, nous comprenons que ceci n’est pas limitatif, et que l’invention s’applique à un ou plusieurs commutateurs de pression. Dans la configuration de frein, la plaque de commande 60 est comprimée contre les commutateurs de pression 80 afin d’appliquer une commande de frein sur les commutateurs de pression 80. Dans la configuration de libération, la plaque de commande 60 est rétractée à l’intérieur du corps principal 10 et ne comprime pas les commutateurs de pression 80, de sorte qu’aucune commande de frein n’est appliquée sur les commutateurs de pression 80. Sur les représentations des figures 1 à 3, l’extrémité distale 14 du corps principal 10 est typiquement munie d’un couvercle qui comprend des ouvertures pour les commutateurs de pression 80 et qui est configurée pour permettre un déplacement correct de la plaque de commande 60. Comme on le verra sur la , la partie inférieure du corps principal 10 peut être configurée pour y loger les commutateurs de pression 80 et permettre un déplacement correct de la plaque de commande 60.
Le poussoir 30 est positionné à l’intérieur du corps principal 10. Il est configuré pour se déplacer le long de la direction longitudinale Z-Z, et pour être en contact avec la plaque de commande 60, par exemple par le biais d’un joint d'étanchéité ou d’un élément d’amortissement.
La portion distale 24 de l’arbre 20 est raccordée à une extrémité proximale 42 du premier ressort 40 et peut également être raccordée à une extrémité proximale 52 du second ressort 50. Ces extrémités proximales des premier et second ressorts 40 et 50 peuvent être fixées ou agencées pour venir en butée sur la portion distale 24 de l’arbre 20 ou agencées à l’intérieur d’un logement formé au niveau de la portion distale 24 de l’arbre 20.
Une extrémité distale 44 du premier ressort 40 est configurée pour être raccordée ou venir en appui sur le corps principal 10 et est par conséquent dans une position fixe. Le premier ressort 40 sert, par conséquent, de ressort de compression qui s’oppose à la translation de l’arbre 20 à l’intérieur du corps principal 10.
Dans le mode de réalisation illustré, le premier ressort 40 est positionné autour du second ressort 50. En d’autres termes, le second ressort 50 est positionné à l’intérieur d’un volume interne défini par le premier ressort 40. Le premier ressort 40 et le second ressort 50 sont typiquement positionnés de manière concentrique, et sont typiquement centrés sur l’axe longitudinal Z-Z.
Une extrémité distale 54 du second ressort 50 est raccordée au poussoir 30. Par raccordée, on entend ici que l’extrémité distale 54 du second ressort 50 est en contact avec le poussoir 30. Elle peut être fixée ou pas au poussoir 30 ou par exemple maintenue en position dans un logement dédié du poussoir 30.
Le premier ressort 40 et le second ressort 50 peuvent être remplacés par un moyen de rappel élastique d’une forme et d’un type approprié.
Le second ressort 50 a typiquement une rigidité qui est supérieure à la rigidité du premier ressort 40.
Le corps principal 10 est également muni d’un orifice de fluide de commande 90, adapté pour être raccordé à une ligne d’alimentation pour un fluide de commande. L’orifice de fluide de commande 90 est par exemple raccordé à un circuit pilote, configuré pour fournir, de manière sélective, une pression pilote à l’orifice de fluide de commande 90. Le clapet de frein 10 comprend une bague de clapet 95 qui est positionnée à l’intérieur du corps principal 10, autour de la portion distale 24 de l’arbre 20.
La bague de clapet 95 définit une chambre de frein 92 avec l’arbre 20 et le corps principal 10. Cette chambre de frein 95 est raccordée à l’orifice de fluide de commande 90, et peut par conséquent être alimentée avec du fluide afin de réguler la pression dans la chambre de frein 92. La bague de clapet 95 peut coulisser le long de l’arbre 20, le long de la direction longitudinale Z-Z. Son déplacement le long de la direction longitudinale est limité d’un côté par le corps principal 10 et de l’autre côté par une butée 29 agencée sur la portion distale 24 de l’arbre 20. La montée en pression dans la chambre de frein 92 a tendance à déplacer la bague de clapet 95 vers la portion distale 24 de l’arbre 20, jusqu’à ce qu’elle vienne en contact avec la butée 29. Le mouvement de la bague de clapet 95 déplace ensuite l’arbre vers l’extrémité distale 14 du corps principal 10. Dans le mode de réalisation illustré, la butée 29 est formée par une bague agencée sur la portion distale 24 de l’arbre 20. Nous comprenons que ceci n’est pas limitatif, et que la butée 29 peut être formée par n’importe quel moyen qui limite le déplacement de la bague de clapet 95 par rapport à l’arbre 20, par exemple par une forme de la portion distale 24 de l’arbre 20 ou par un élément agencé autour de l’arbre 20.
La chambre de frein 92 est configurée de sorte qu’une augmentation de pression dans ladite chambre de frein 92 a tendance à pousser l’arbre 20 à l’intérieur du corps principal 10, de l’extrémité proximale 12 vers l’extrémité distale 14 du corps principal 10.
Dans un mode de réalisation en variante, la bague de clapet 95 peut agir directement ou par le biais d’un composant intermédiaire sur le second ressort 50. La bague de clapet 95 est par conséquent agencée de sorte qu’une augmentation de pression à l’intérieur de la chambre de frein 92 déplace le second ressort 50 afin de déplacer la plaque de commande 60 vers la configuration de frein. Dans un tel mode de réalisation, le second ressort 50 et le premier ressort 40 sont, par exemple, agencés côte à côte, ou peuvent être positionnés de manière concentrique, par exemple avec le ressort 40 qui est positionné à l’intérieur du second ressort 50.
Dans un autre mode de réalisation en variante, la bague de clapet 95 peut être fixée à l’arbre 20 ou être rendue solidaire de l’arbre 20. La bague de clapet 95 se déplace, par conséquent, conjointement avec l’arbre 20
Nous décrivons ensuite l’utilisation du clapet de frein 1.
Comme mentionné, le clapet de frein 1 est associé à un premier actionneur 70, tel qu’une pédale de frein, ou plus généralement ce qui peut être considéré comme étant un actionneur direct adapté pour appliquer directement une commande émise par un utilisateur, et comprend un orifice de fluide de commande 90 adapté pour être raccordé à une ligne d’alimentation pour un fluide de commande. Ces deux éléments définissent deux manières de commander le clapet de frein 1 tel que proposé. Nous comprenons ici que ces deux éléments définissent une commande directe ou une commande indirecte sur le clapet de frein 1. Par commande indirecte, on fait par exemple référence à une commande à distance pilotée par une unité de commande électronique de n’importe quel type approprié d’organe de commande ou de dispositif de commande, par opposition à une commande directe qui provient directement de l’action d’un utilisateur. Nous comprenons que la commande directe peut agir directement sur le clapet de frein ou par le biais d’éléments ou de mécanismes de transmission. La commande à distance est pilotée par une unité de commande et délivre un signal qui peut provenir, par exemple, de l’utilisation d’une pédale ou commande de frein statique, de l’utilisation d’un clapet et d’une source de pression dynamique ou qui peut être pilotée par une unité de commande électronique qui permet de piloter un clapet associé à une source de pression dynamique.
Nous considérons une configuration initiale dans laquelle aucune commande de frein n’est appliquée. Ceci correspond à la . Dans cette configuration initiale, l’arbre 20 est dans une position rétractée ; il est poussé vers l’extrémité proximale 12 du corps principal 10 par le premier ressort 40.
Dans une première configuration qui est représentée sur la , un utilisateur applique une commande de frein par le biais du premier actionneur 70, par exemple, en appuyant sur une pédale de frein. D’une manière plus générale, le premier actionneur 70 est un actionneur qui peut être activé directement par l’utilisateur, par opposition avec un actionneur commandé à distance. Ceci pousse l’arbre 20 et le déplace dans le corps principal 10, le long de la direction longitudinale Z-Z, vers l’extrémité distale 14 du corps principal 10. Le premier ressort 40 s’oppose à ce déplacement, et sera comprimé. Le second ressort 50 pousse ensuite le poussoir 30, qui poussera à son tour la plaque de commande 60 dans la configuration de frein sur les commutateurs de pression 80. Cette pression appliquée sur les commutateurs de pression 80 permet de piloter une pression de frein pour un circuit. Les commutateurs de pression 80 émettent une commande de frein qui sera, par exemple, proportionnelle au déplacement de l’arbre 20 ou proportionnelle au déplacement de l’extrémité proximale 52 du second ressort 50. La pression maximum qui peut être transmise par les commutateurs de pression 80 dépend notamment des caractéristiques du second ressort 50. Le clapet de frein 1 peut comprendre un ou plusieurs commutateurs de pression 80 qui peuvent par exemple fournir une ou plusieurs pressions de sortie pour un ou plusieurs circuits de frein indépendants. Par exemple, le clapet de frein 1 peut comprendre deux commutateurs de pression 80 qui peuvent piloter deux pressions de sortie pour deux circuits de frein indépendants.
Dans la configuration présentée sur la , l’arbre 20 a été déplacé jusqu’à ce que sa portion distale 24 vienne en contact avec une butée 15 formée par le corps principal 10. Dans ce mode de réalisation, la butée 15 est un élément annulaire agencé à l’intérieur du corps principal 10 et à proximité de l’extrémité distale 14 du corps principal 10. Cette position de l’arbre 20 qui correspond à son déplacement maximum vers l’extrémité distale 14 du corps principal 10 et par conséquent à son déplacement maximum vers la plaque de commande 60, est désignée comme étant la position actionnée de l’arbre 20. La butée 15 peut être formée directement par le corps principal 10, ou être un composant agencé à l’intérieur du corps principal 10, comme dans le mode de réalisation illustré.
Dans le mode de réalisation illustré, la plaque de commande 60 est agencée à l’intérieur du composant qui définit la butée 15. De plus, dans le mode de réalisation illustré, l’extrémité distale 44 du premier ressort 40 est raccordée au composant qui définit la butée 15. Nous comprenons ici que la butée 15 est considérée comme faisant partie du corps principal 10.
Dans l’exemple illustré sur la , aucune pression pilote n’est appliquée à travers l’orifice de fluide de commande 90. La bague de clapet 95 reste par conséquent dans sa position initiale.
Dans une seconde configuration qui est représentée sur la , le premier actionneur 70 est libéré (en d’autres termes, aucune commande n’est appliquée par le biais du premier actionneur 70), mais une pression pilote est appliquée par le biais de l’orifice de fluide de commande 90. L’augmentation de pression dans la chambre de frein 92 a tendance à pousser la bague de clapet 95 vers l’extrémité distale 14 du corps principal 10. Comme mentionné précédemment, la bague de clapet 95 vient par conséquent en contact avec la butée 29 agencée dans la portion distale 24 de l’arbre 20, et l’augmentation de pression à l’intérieur de la chambre de frein 92 mène par conséquent à un déplacement de l’arbre 20 jusqu’à ce qu’il atteigne la position actionnée.
On comprend ainsi que le déplacement de l’arbre 20 peut être commandé par l’application d’une commande par le premier actionneur 70 ou par l’application d’une pression pilote par le biais de l’orifice de fluide de commande 90. Ces deux éléments sont présentés indépendamment, mais peuvent être combinés. L’action du premier actionneur 70 et de la pression pilote appliquée par le biais de l’orifice de fluide de commande 90 est alors additive, afin d’amplifier les efforts appliqués sur l’arbre 20 afin de le pousser vers sa position actionnée. Le clapet de frein 1 revendiqué fournit par conséquent une double fonction de pilotage, et peut être piloté par un utilisateur ou par une unité de commande, ce qui permet d’obtenir une fonction de sécurité améliorée.
Le déplacement de l’arbre 20 provoque à son tour la compression du second ressort 50. Ceci augmente ensuite la pression appliquée sur la plaque de commande 60 via le poussoir 30, afin de déplacer la plaque de commande 60 dans sa configuration de frein, et augmente ensuite la pression appliquée sur les commutateurs de pression 80, afin d’obtenir un effet de freinage.
Suite au relâchement de la commande appliquée par le premier actionneur 70 et/ou l’orifice de fluide de commande 90, l’arbre 20 est poussé vers sa position rétractée par le premier ressort, ce qui réduit la pression appliquée dans les commutateurs de pression 80 par la plaque de commande 60 et réduire par conséquent l’effet de freinage, jusqu’à ce que la plaque de commande 60 atteigne sa configuration de libération.
Le clapet de frein 1, tel que proposé, peut par conséquent être commandé par deux sources différentes ; un premier actionneur 70 qui peut être par exemple une pédale de frein, un levier ou n’importe quel actionneur adapté, et une pression pilote qui est fournie par le biais de l’orifice de fluide de commande 90.
Le clapet de frein 1 selon la présente invention combine par conséquent une opération directe par le biais du premier actionneur 70, par exemple par le biais d’une pédale de frein, et une opération à distance par le biais de l’application de la pression pilote, qui est avantageux en termes de volume et de poids par rapport aux dispositifs connus.
De plus, dans le clapet de frein 1, tel que présenté par l’invention, les deux commandes de frein sont cumulatives, ce qui permet d’amplifier la commande de frein émise par un utilisateur. La pression pilote qui est appliquée par l’orifice de fluide de commande 90 peut par conséquent servir d’amplificateur.
La illustre le fonctionnement du clapet de frein 1 et détaille de manière plus spécifique le fonctionnement des commutateurs de pression 80 du clapet de frein 1. La illustre la structure correspondante du clapet de frein 1. Alors que le fonctionnement est décrit par rapport à un actionnement direct par un actionneur tel qu’une pédale de frein, nous comprenons que la partie suivante s’applique avec un pilotage par le biais d’un actionneur à distance par l’application de la pression pilote, telle que décrite précédemment.
Le clapet de frein 1, tel que représenté, comprend deux commutateurs de pression 81 et 82 qui sont des clapets progressifs. Chaque commutateur de pression 81 et 82 est raccordé à un réservoir T, à une source de pression par le biais d’une ligne de pression P1 et P2 respectivement, et à une ligne de frein F1 et F2 respectivement. La structure du clapet de frein est ici simplifiée ; le premier ressort 40 n’est pas représenté, et la plaque de commande 60 est représentée sous la forme d’un composant unique avec le poussoir 30.
Le clapet de frein 1 peut évoluer entre une position de repos (où les commutateurs de pression 80 sont dans leur configuration de libération, c'est-à-dire rétractés à l’intérieur du corps principal 10) qui raccorde les deux lignes de frein F1, F2 au réservoir, et une position de freinage maximum, qui permet une mise sous pression maximum des deux lignes de frein F1, F2 sur une course d’activation du premier actionneur 70, telle que la pédale de frein illustrée.
La mise sous pression appliquée sur les lignes de frein F1 et F2 peut être proportionnelle au déplacement de l’arbre 20.
Des moyens de retour R1, R2 maintiennent respectivement les deux commutateurs de pression 81 et 82 dans la position de repos par défaut, qui est en l’absence de l’application d’une commande émise par le premier actionneur 70 ou par une pression pilote.
La pression maximum qui peut être transmise par les deux commutateurs de pression 81 et 82 aux lignes de frein F1, F2 ne dépend pas (ou au moins n’est pas égale au) du niveau de pression de la source de pression associée raccordée aux lignes de pression P1 et P2, mais est basée, par exemple essentiellement, sur les caractéristiques du second ressort 50. Un tel clapet de frein 1 permet une bonne opérabilité et une meilleure flexibilité d’utilisation des sources de pression.
Les deux clapets qui forment les deux commutateurs de pression 81 et 82 forment deux sous-unités du même clapet de frein 1 physique, comme précédemment défini.
Chacun des commutateurs de pression 81 et 82 comprend une ligne L1, L2 respectivement afin d’appliquer une rétroaction de la pression dans les lignes de frein F1, F2 respectivement.
Nous décrivons ensuite le fonctionnement du clapet de frein et la rétroaction appliquée sur les commutateurs de pression 81 et 82.
Dans la position de repos : il n’y a pas de poussée descendante appliquée sur la plaque de commande 60 provenant du premier actionneur 70 ou d’un actionneur à distance 90, les moyens de retour R1 et R2 ont tendance à maintenir les commutateurs de pression 81 et 82 respectivement dans leur position supérieure, qui est leur position de repos ou configuration de libération. Dans cette configuration, les lignes de frein F1, F2 sont en communication hydraulique avec le réservoir T, les lignes de frein F1 et F2 sont par conséquent à la pression atmosphérique (pression de réservoir). Aucune pression n’est appliquée sur les freins, et les freins (par exemple le frein 7 illustré sur les figures 6 et 7 décrites ci-après) sont libérés.
Dans la position de freinage maximum : une poussée descendante provient du premier actionneur 70 ou d’un actionneur à distance 90 et est transmise au second ressort 50 qui pousse la plaque de commande 60 vers le bas. Les commutateurs de pression 81 et 82 sont poussés, établissant une commutation hydraulique entre les lignes de pression P1, P2 et les lignes de frein F1, F2 respectivement. La pression dans les lignes de frein F1, F2 augmente ensuite afin d’appliquer une pression de freinage, qui active ensuite les freins en cas de freins à pression positive.
Cependant, étant donné que les lignes de rétroaction L1, L2 sont en communication de pression avec les lignes de frein F1, F2 respectivement, une augmentation de pression en bas des commutateurs de pression 81 et 82 génère une poussée antagoniste en bas des clapets, permettant un mouvement ascendant des commutateurs de pression 81 et 82. Le mouvement ascendant des commutateurs de pression 81 et 82 réduit la communication hydraulique entre les lignes de pression P1 et P2 et les lignes de frein F1 et F2, limitant par conséquent l’établissement de pression dans les lignes de frein F1 et F2. L’équilibre entre cette pression de rétroaction appliquée par le biais des lignes de rétroaction L1 et L2 et la commande de frein appliquée sur le clapet de frein 1 définit une position d’équilibre et limite ensuite la pression de sortie dans les lignes de frein F1 et F2 à un niveau maximum de pression qui est inférieur aux valeurs de la pression dans les lignes de pression P1 et P2. Ce niveau de pression maximum dépend du calibrage et de la conception des différents ressorts du clapet 1, notamment du premier ressort 40, du second ressort 50 et des moyens de retour R1 et R2.
Entre la position de repos et la position de freinage maximum : l’équilibre est établi sur le même principe, fournissant une valeur intermédiaire entre la pression ambiante et le niveau de pression de sortie maximum pouvant être atteint. La pression de sortie dans les lignes de frein F1, F2 peut être par exemple proportionnel au déplacement de l’arbre 20 ou proportionnel au déplacement de l’extrémité proximale 52 du second ressort 50.
L’orifice de fluide de commande 90 peut être alimenté par la même source de pression qui est raccordée aux lignes de pression P1 et P2.
La présente un exemple illustratif d’un circuit hydraulique comprenant le clapet de frein 1, tel que défini précédemment.
Le circuit hydraulique, tel qu’illustré, comprend le clapet de frein 1, un réservoir d’huile T, une pompe 3 raccordée au réservoir T et conçue pour amener un écoulement d’huile à alimenter le clapet de charge d’accumulateur 2.
Le clapet de charge d’accumulateur 2 est configuré pour envoyer l’écoulement en excès aux auxiliaires Ax, mais sa fonction principale consiste à charger les accumulateurs 4 chaque fois que la pression dans les accumulateurs est inférieure à un seuil.
Le circuit de freinage hydraulique illustré comprend un levier de frein de stationnement et le clapet 6 qui est configuré pour activer, par défaut, un frein de stationnement négatif 8. Le circuit comprend une pédale de frein dynamique 5 et le clapet 1 configuré pour actionner des récepteurs de frein dynamique 7, par exemple tels que des disques de frein.
Le clapet 1 est raccordé au moins au réservoir T, à une source de pression 4 et à une ligne de frein 9.
Ces récepteurs de frein 7 peuvent par exemple comprendre une pluralité de disques reliés en rotation avec l’arbre du moteur (la partie de rotor) et une autre pluralité de disques reliés en rotation avec le carter du moteur (partie de stator), les disques des deux types s’alternent, formant un empilement. Les récepteurs de frein 7 comprennent également un piston qui est mobile à l’intérieur d’un cylindre, de sorte que le déplacement du piston induit la compression de l’empilement de disques, produisant la friction entre les disques qui ralentit la rotation des disques et se traduit ensuite par le ralentissement de la rotation du moteur.
La présente un mode de réalisation particulier du circuit hydraulique dans lequel le clapet de frein 1 est raccordé à un conduit de pression pilote à distance 9 relié à une source de pression 4 par un clapet d’activation 10. Le clapet d’activation 10 peut par exemple être un clapet progressif actionné par voie électrique qui peut permettre à la pression dans le conduit de pression pilote 9 de monter en réponse à un signal électrique venant directement ou indirectement d’un organe de commande 11, telle qu’une unité de commande.
Le conduit de pression pilote 9 est typiquement muni d’un clapet de non- retour adapté pour permettre une bonne admission ou décharge de pression à l’intérieur ou de la chambre de frein 92 en fonction du mouvement de la bague de clapet 95 et des variations de volume de la chambre de frein 92, notamment lorsqu’aucune pression de commande n’est appliquée par le biais de l’orifice de fluide de commande 90.
Le clapet d’activation 12 peut, par exemple, être un clapet progressif normalement ouvert, qui est un clapet configuré de sorte que le frein est activé par défaut (c'est-à-dire lorsqu’aucune commande n’est appliquée), ce qui est intéressant pour des raisons de sécurité. Dans un mode de réalisation en variante, le clapet d’activation 10 peut être un clapet progressif normalement fermé pour garantir, par défaut, la libre rotation des roues du véhicule ou du moteur.
Le premier actionneur 70 peut être raccordé à l’arbre 20 de différentes façons que nous décrirons ci-après en référence aux figures 8, 9 et 10, qui sont des représentations cinématiques du raccordement entre le premier actionneur 70 et l’arbre 20. Sur ces figures, le corps principal 10 du clapet de frein 1 est représenté sous forme de cadre ou base statique, et les autres éléments du clapet de frein 1 ne sont pas représentés.
Dans un premier mode de réalisation spécifique, les mouvements du premier actionneur 70 sont corrélés avec les mouvements verticaux de l’arbre 20, c'est-à-dire que lorsque l’arbre 20 est déplacé le long de la direction longitudinale, le premier actionneur 70 est également déplacé et réciproquement. Par conséquent, lorsqu’une commande à distance génère une poussée sur l’arbre 20 qui déplace l’arbre 20 le long de la direction longitudinale (c'est-à-dire vers sa position activée), le premier actionneur 70 est également déplacé, par exemple, enfoncé dans le cas d’une pédale de frein, de sorte que l’utilisateur peut ressentir ou voir que le frein est piloté à distance.
La illustre un tel mode de réalisation. Dans ce mode de réalisation spécifique, le premier actionneur 70 est encastré dans l’arbre 20. Nous comprenons que ce mode de réalisation n’est pas limitatif, et qu’il est proposé uniquement à titre d’exemple. Le raccordement entre le premier actionneur 70 et l’arbre 20 peut par exemple être réalisé par le biais d’engrenages, d’un vilebrequin, d’une crémaillère, d’une roue dentée, d’un système d’écrou de vis ou de n’importe quel mécanisme approprié afin de corréler la translation de l’arbre 20 avec un mouvement, tel qu’un mouvement de rotation ou une translation du premier actionneur 70. L’homme du métier comprend qu’une telle corrélation de mouvements du premier actionneur 70 et de l’arbre 20 peut également être obtenue par d’autres raccordements mécaniques entre le premier actionneur 70 et l’arbre 20, non décrits ici.
Dans un autre mode de réalisation, les mouvements du premier actionneur 70 ne sont partiellement pas corrélés avec les mouvements de l’arbre 20. En d’autres termes, lorsqu’une commande à distance impose un déplacement de l’arbre 20, elle ne génère pas nécessairement un déplacement d’abaissement du premier actionneur 70.
La illustre une configuration exemplaire pour un tel mode de réalisation. Dans cet exemple spécifique, le premier actionneur 70 est raccordé à l’arbre 20 par le biais d’un pivot coulissant vertical, et une butée 21 est prévue pour permettre au premier actionneur 70 d’abaisser l’arbre 20, si l’utilisateur décide d’utiliser le premier actionneur 70, par exemple, en enfonçant une pédale de frein.
Cependant, si le frein est activé par le biais de la commande à distance (par le biais de l’orifice de fluide de commande), il déplace l’arbre vers sa position activée (l’arbre 20 descend si l’on prend en considération l’orientation de la ), le premier actionneur 70 n’est pas déplacé étant donné que le premier actionneur 70 et l’arbre sont montés coulissant. Des moyens de retour 71, tel qu’un ressort, sont agencés entre le corps principal 10 et le premier actionneur 70, afin de maintenir le premier actionneur 70 dans une position par défaut.
Dans une telle configuration, lorsque le clapet de frein 1 est activé simultanément par le premier actionneur 70 et par l’orifice de fluide de commande 90, les efforts générés ne s’ajoutent pas, au moins sur une partie de la course du premier actionneur 70, étant donné que l’arbre 20 peut se déplacer indépendamment du premier actionneur 70 sur une partie de sa course.
La est une représentation schématique d’un autre mode de réalisation spécifique. Dans cette configuration, le premier actionneur 70 est raccordé à l’arbre 20 par le biais d’un pivot coulissant vertical associé au moyen de retour 72, tel qu’un ressort, et également au corps principal 10 par le biais du moyen de retour 71, tel qu’un ressort.
Dans un tel cas, lorsqu’une commande de freinage est appliquée simultanément par le biais du premier actionneur 70 et par le biais de l’orifice de fluide de commande 90 (qui est une commande à distance), les efforts pour activer le clapet de frein 1, qui consistent à déplacer l’arbre le long de la direction longitudinale vers sa position activée, sont additifs.
Bien que la présente invention a été décrite en référence aux modes de réalisation exemplaires spécifiques, il ressort clairement que des modifications et des changements peuvent être apportés à ces exemples, sans pour autant s’éloigner de la portée générale de l’invention, telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation supplémentaires. Par conséquent, la description et les dessins peuvent être considérés dans le sens illustratif, plutôt que dans un sens restrictif.
Il ressort également plus clairement que toutes les caractéristiques décrites en référence à un procédé sont transposables, seules ou en combinaison, à un dispositif et à l’inverse, toutes les caractéristiques décrites en référence à un dispositif sont transposables, seules ou en combinaison, à un procédé.

Claims (13)

  1. Clapet de frein (1) comprenant un corps principal (10), un arbre (20), une plaque de commande (60), un premier ressort (40) et un second ressort (50) agencés à l’intérieur du corps principal (10),
    dans lequel la plaque de commande (60) est mobile entre une configuration de libération et une configuration de frein
    dans lequel l’arbre (20) comprend
    - une portion proximale (22), et
    - une portion distale (24) qui est raccordée à une extrémité proximale (41) du premier ressort (40),
    le premier ressort (40) présente une extrémité distale (44) qui vient en butée sur le corps principal (10),
    le second ressort (50) présente une extrémité distale (54) qui est adaptée pour agir sur la plaque de commande (60),
    dans lequel l’arbre (20) est mobile dans le corps principal (10) le long d’une direction longitudinale (Z-Z), entre une position rétractée et une position actionnée,
    dans lequel
    dans la position actionnée, la plaque de commande (60) est poussée dans la configuration de frein, et
    dans la position rétractée, la plaque de commande (60) est dans la configuration de libération,
    caractérisé en ce que
    la portion proximale (22) de l’arbre (20) est adaptée pour être reliée à un premier actionneur (70) configuré pour faire coulisser sélectivement l’arbre (20),
    le clapet de frein (1) comprend un orifice de fluide de commande (90) raccordé à une chambre de frein (92), une bague de clapet (95) à l’intérieur du corps principal (10) ; qui définit une chambre de frein (92) avec le corps principal (10) et l’arbre (20), ladite bague de clapet (95) étant configurée pour, lorsqu’une pression pilote est appliquée dans la chambre de frein (92), pousser l’arbre (20) vers la position actionnée ou pousser le second ressort (50) afin de déplacer la plaque de commande (60) vers la configuration de frein.
  2. Clapet de frein (1) selon la revendication 1, dans lequel le premier ressort (40) et le second ressort (50) sont agencés de manière concentrique.
  3. Clapet de frein (1) selon la revendication 2, dans lequel le second ressort (50) est agencé dans un volume interne défini par le premier ressort (40).
  4. Clapet de frein (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la portion distale (24) de l’arbre (20) est raccordée à une extrémité proximale (52) du second ressort (50), l’arbre (20) comprend une butée (29) sur une surface externe de l’arbre, et dans lequel la bague de clapet (95) est adaptée pour venir en butée contre ladite butée (29) afin de pousser l’arbre (20) vers la position actionnée lorsque la pression pilote est appliquée sur la chambre de frein (92).
  5. Clapet de frein (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant en outre un poussoir (30) agencé à l’intérieur du corps principal, dans lequel le poussoir (30) est situé entre la plaque de commande (60) et l’arbre (20), et l’extrémité distale (54) du second ressort (50) est raccordée au poussoir (30) afin de comprimer le poussoir (30) sur la plaque de commande (60).
  6. Clapet de frein (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le premier ressort (40) est configuré pour pousser l’arbre (20) vers sa position rétractée.
  7. Ensemble de frein comprenant le clapet de frein (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, un actionneur de frein (70) relié à la portion proximale (22) de l’arbre (20), un commutateur de pression (80) adapté pour piloter la pression délivrée à un circuit de frein;
    dans lequel le clapet de frein (1) est configuré afin d’activer le commutateur de pression (80) lorsque la plaque de commande (60) est dans la configuration de frein.
  8. Ensemble de frein selon la revendication 7, dans lequel le commutateur de pression est configuré pour permettre de fournir une mise sous pression d’une ligne de freinage par pression qui est proportionnelle à un déplacement de l’arbre (20).
  9. Ensemble de frein selon la revendication 7 ou la revendication 8, dans lequel la pression maximum qui peut être transmise par le commutateur de pression (80) à une ligne de frein est basée sur les caractéristiques du second ressort (50).
  10. Ensemble de frein selon la revendication 7, comprenant deux commutateurs de pression (80) adaptés pour être activés par le clapet de frein lorsque la plaque de commande (60) est dans la configuration de frein.
  11. Ensemble de frein selon la revendication 10, dans lequel lesdits deux commutateurs de pression (80) définissent un ensemble de freinage à double circuit adapté pour fournir deux pressions de sortie pour deux circuits de freinage indépendants.
  12. Ensemble de frein selon la revendication 7 ou la revendication 10, comprenant en outre un circuit pilote adapté pour fournir sélectivement une pression pilote à l’orifice de fluide de commande (90).
  13. Ensemble de frein selon l’une quelconque des revendications 7 à 12, dans lequel l’actionneur de frein (70) est une pédale de frein.
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BE576773A (fr) * 1958-09-24 1959-07-16 Knorr Bremse Gmbh Distributeur de commande de frein à deux circuits, pour camiens autmobiles.
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CN204110018U (zh) * 2014-08-10 2015-01-21 诸暨企航机械科技有限公司 气制动阀组件

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