WO2003013923A1 - Dispositif de commande de frein a clapet pour vehicule automobile - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de commande de frein comprenant : - un réservoir de liquide (4) ; - un maître-cylindre (2), et un clapet (14) apte à autoriser une montée du liquide du cylindre dans le réservoir en présentant une première section minimale d'écoulement (31). Le clapet est apte à autoriser la montée en présentant une deuxième section minimale d'écoulement plus grande que la première section lorsqu'une pression dans le cylindre dépasse un seuil prédéterminé.

Description

Dispositif de commande de frein à clapet pour véhicule automobile

L'invention concerne les circuits de freinage pour véhicule automobile à réservoir de liquide de freinage et maître-cylindre. On sait que, dans un circuit de freinage classique pour véhicule, les freins reçoivent la commande de freinage sous la forme d'une pression de liquide de freinage provenant d'un maître-cylindre, alimenté lui-même à partir d'un réservoir de liquide. La commande de freinage émise par le conducteur sous forme mécanique est convertie sous forme hydraulique par le maître-cylindre au moyen de deux pistons mobiles dans le corps du maître-cylindre. Avant réception de la commande, la chambre destinée à être comprimée par chaque piston est en communication avec le réservoir de liquide à travers un orifice du piston. Lors de l'amorce du mouvement du piston, cet orifice franchit une lèvre d'étanchéité de sorte que la chambre se trouve isolée du réservoir et que la pression dans la chambre peut commencer à monter. La course du piston jusqu'au début de la croissance de la pression est appelée la « course morte » car elle ne contribue en rien au freinage. On cherche donc à réduire autant que possible cette course.

On a proposé à cette fin de disposer entre le réservoir et le maître-cylindre un clapet formé d'un disque percé d'un conduit en son centre. Ce clapet est moins dense que le liquide de sorte qu'il tend au repos à s'appliquer contre un siège placé au dessus de lui, du coté du réservoir. Le disque s'abaisse automatiquement en cas de descente du liquide depuis le réservoir vers le maître-cylindre. Au repos le conduit central autorise la remontée du liquide du maître-cylindre vers le réservoir avec un faible débit, en formant un étranglement. Lors de la commande de freinage, le mouvement du piston engendre une augmentation brutale et forte du débit. Sachant que l'étranglement est inapte à faire remonter suffisamment vite le liquide, ce clapet se comporte alors essentiellement comme si la communication entre le réservoir et le maître-cylindre était obturée. La pression peut donc croître très rapidement dans la chambre du piston, même avant franchissement de la lèvre. Toutefois, un tel agencement présente des inconvénients en présence de circuits de freinage spéciaux ou perfectionnés tels que ceux pourvus d'un ABS et d'un dispositif ESP (contrôle dynamique de la trajectoire) connu en lui-même. En effet, un tel dispositif, aujourd'hui installé sur de nombreux véhicules, est susceptible de faire refluer du liquide depuis les freins jusqu'au maître-cylmdre. La pression alors générée est très élevée et peut être telle que le disque du clapet se rompt.

Un but de l'invention est de réduire la course morte sans risquer la rupture du clapet en présence d'un dispositif de type ABS.

A cet effet, on prévoit selon l'invention un dispositif de commande de frein comprenant :

- un réservoir de liquide ;

- un maître-cylindre, et

- un clapet apte à autoriser une montée du liquide du cylindre dans le réservoir en présentant une première section minimale d'écoulement, le clapet étant apte à autoriser la montée en présentant une deuxième section minimale d'écoulement plus grande que la première section lorsqu'une pression dans le cylindre dépasse un seuil prédéterminé.

Ainsi, le clapet continue à se comporter essentiellement comme un obturateur lorsque le piston amorce sa course, la pression étant alors relativement réduite et en deçà du seuil. En revanche, en cas de brusque reflux de liquide en direction du réservoir générant une brutale augmentation de pression au-delà du seuil, par exemple du fait d'un ABS et d'un ESP, la deuxième section permet la remontée du liquide vers le réservoir sans risquer d'endommager le clapet. On préserve donc à la fois l'intégrité du clapet et la faible longueur de la course morte. - Le dispositif selon l'invention pourra en outre présenter au moins l'une quelconque des caractéristiques suivantes :

- le clapet comporte un siège et un obturateur apte à venir en appui contre le siège,

- il comprend des moyens de centrage de l'obturateur par rapport au siège, - l'obturateur a une densité inférieure à celle du liquide, - le siège est rigide,

- le siège est apte à être déplacé par rapport au réservoir lorsque la pression dépasse le seuil,

- le siège présente au moins un conduit et est agencé pour permettre la montée du liquide à travers le conduit seulement lorsque le déplacement du siège se produit,

- il comprend des moyens de rappel du siège à rencontre de la montée du liquide,

- le siège est apte à être déformé élastiquement lorsque la pression dépasse le seuil, le siège est déformable de sorte que le liquide contourne ou traverse le siège durant la montée;

- le siège présente au moins un orifice agencé pour être ouvert seulement durant la déformation,

- l'orifice débouche à un bord du siège, - l'orifice s'étend à distance des bords du siège,

- il présente au moins un relief agencé pour faire basculer l'obturateur par rapport au siège lorsque la pression dépasse le seuil,

- l'obturateur présente au moins un conduit et est agencé pour permettre la montée du liquide à travers le conduit lorsque l'obturateur est en contact avec le siège,

- le conduit traverse l'obturateur de part en part,

- le conduit s'étend sur une face de l'obturateur apte à venir en contact avec le siège,

- l'obturateur comporte une face sensiblement sphérique apte à venir en contact avec le siège,

- l'obturateur est une bille,

- l'obturateur a une forme générale de galette,

- le clapet présente un orifice de sortie du liquide vers le maître-cylmdre agencé de sorte que l'obturateur, dans sa position la plus basse, laisse cet orifice ouvert, - l'orifice s'étend dans une paroi verticale, - il comporte des moyens de retenue de l'obturateur par rapport au réservoir avant assemblage du réservoir au maître-cylindre, et

- le clapet est apte à autoriser une descente du liquide du réservoir dans le maître-cylindre en présentant une troisième section minimale d'écoulement plus grande que la première section.

On prévoit également selon l'invention un clapet pour un dispositif de commande de frein à réservoir de liquide et maître-cylindre, le clapet étant apte à autoriser une montée de liquide en présentant une première section minimale d'écoulement, et à autoriser la montée en présentant une deuxième section minimale d'écoulement plus grande que la première section lorsqu'une pression de liquide atteint un seuil prédéterminé en amont du clapet, par référence au sens d'écoulement durant la montée.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description suivante de plusieurs modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs. Aux dessins annexés :

- la figure 1 est une vue partielle d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention montrant le réservoir de façon schématique, le clapet ainsi qu'une partie du maître-cylindre en coupe axiale ;

- les figures 2, 3 et 4 sont trois vues en coupe axiale du clapet du dispositif de la figure 1 montrant trois phases de fonctionnement respectives ;

- la figure 5 est une vue en coupe du siège du clapet suivant le plan V-V de la figure 4 ;

- la figure 6 est une vue analogue à la figure 2 montrant un autre mode réalisation ; - les figures 7, 8 et 9 sont trois vues en coupe axiale analogues à la figure 2 montrant trois autres modes de réalisation ;

- les figures 10, 11 et 12 sont trois vues en coupe axiale respectivement analogues aux figures 2 à 4 et illustrant un autre mode de réalisation de l'invention ; - les figures 13 à 15 sont trois vues en perspective, et en coupe de surcroît pour la figure 13, illustrant différentes variantes de réalisation de l' obturateur dans le clapet de la figure 10 ;

- la figure 16 est une vue axiale analogue à la figure 10 montrant une autre variante de réalisation ;

- la figure 17 est une vue analogue à la figure 10 montrant une variante de réalisation de siège de l'obturateur, seul, au repos ;

- la figure 18 est une vue du siège de la figure 17 avec l'obturateur dans le cas où la pression dépasse le seuil prédéterminé ; - les figures 19 à 20 sont des vues analogues aux figures 17 et 18 et illustrant un autre mode de réalisation du siège ;

- la figure 21 est une vue en perspective éclatée de quelques pièces du clapet d'un autre mode de réalisation de l'invention ;

- les figures 22 et 23 sont deux vues en coupe axiale du clapet de la figure 21 dans deux états différents ; et

- la figure 24 est une vue en coupe axiale d'un autre mode de réalisation du clapet selon l'invention.

On va décrire en référence aux figures 1 à 5 un premier mode de réalisation du dispositif de commande de frein selon l'invention. Ce dispositif est destiné à un véhicule automobile comprenant un circuit de freinage hydraulique alimentant en liquide de freinage sous pression des freins à disque ou à tambour associés respectivement aux quatre roues du véhicule.

De façon connue en soi, le dispositif comprend un maître-cylindre 2, ici du type tandem, comprenant deux pistons dont un seul 4 a été illustré, aptes à générer une augmentation de pression dans le circuit pour transmettre jusqu'aux freins une commande de freinage émanant du conducteur. Le dispositif comporte également un réservoir 4 de liquide de freinage 6 agencé pour alimenter en liquide de freinage chacune des deux chambres 8 associées aux pistons 4 respectifs. Un seul circuit d'alimentation a été illustré à la figure 1 mais il est entendu que le dispositif comporte de même que les dispositifs de l'art antérieur deux circuits permettant d'alimenter en liquide chacune des chambres 8 à partir du même réservoir 4.

Le réservoir 4 est disposé au dessus du maître-cylindre de façon à favoriser l'écoulement par gravité du liquide depuis le réservoir jusqu'au maître-cylindre. En l'espèce, le réservoir est monté par emboîtement dans le maître-cylindre. A cette fin, le réservoir 4 présente un col cylindrique 10 apte à être reçu suivant un engagement mâle-femelle dans un logement cylindrique 12 du maître-cylindre de taille correspondante.

Le dispositif selon l'invention comporte un clapet 14 disposé dans une cavité du maître-cylindre s' étendant immédiatement sous le col 10 du réservoir. Le clapet peut donc recevoir du liquide directement du réservoir. Sous le clapet, un conduit 16 met en communication directe le clapet avec la chambre du piston ou avec le piston lui-même suivant la position de celui-ci. Le dispositif comprend un joint d'étanchéité 20 interposé entre le col 10 et le logement 12 de façon à assurer une étanchéité à l'égard du liquide à la jonction de ceux-ci et à isoler par conséquent le clapet à l'égard de l'air atmosphérique. Naturellement, compte tenu du fait que dans le mode de réalisation représenté, le réservoir alimente le maître-cylindre en deux endroits, le dispositif selon l'invention comprendra de préférence deux clapets tels que précités. Il est bien entendu envisageable que le maître-cylindre représenté comporte un unique clapet, avantageusement disposé dans le circuit secondaire tel que représenté sur la figure.

Le col 10 présente une lèvre 22 s 'étendant radialement vers l'intérieur du col par référence à un axe central vertical 11 de celui-ci. Cette lèvre 22 est continue tout autour de l'axe. Le clapet présente un siège 24 illustré notamment à la figure 5. Ce siège comprend une rondelle 26 présentant en son centre un orifice 28 et prolongée radialement à partir de sa circonférence extérieure par des languettes 30 ici au nombre de quatre uniformément réparties autour de la rondelle. L'orifice a une forme circulaire interrompue par un canal de fuite tel qu'une encoche pour le passage du liquide. Le siège 24 repose sur la lèvre 22. Dans cette position, les extrémités des languettes 30 réalisent un appui glissant contre la face interne du col 10, ce qui assure un centrage sensiblement coaxial de la rondelle par rapport au col. Le diamètre extérieur de la rondelle 26 est plus grand que le diamètre intérieur de la lèvre 22 de sorte que le bord extérieur de la rondelle est en appui continu sur la lèvre 22. L'obturateur 14 comprend un ressort à spirale 32 de forme générale conique prenant appui vers le bas à l'endroit de sa section la plus étroite sur la face supérieure de la rondelle 26, tandis qu'il est en appui vers le haut contre un épaulement 34 ménagé à cet effet dans le col 10. Ce ressort 32 assure un rappel du siège 24 vers le bas contre la lèvre 22.

Le clapet comporte un obturateur 40 constitué en l'espèce par une bille. Cette bille est réalisée dans un matériau connu en soi de façon à avoir une densité inférieure à celle du liquide. De la sorte, la bille lorsqu'elle est plongée dans le liquide tend à remonter à rencontre de la gravité. La bille s'étend sous le siège 24 en regard de la lèvre 22. Elle se place au repos en appui contre la rondelle 26 en venant obturer grossièrement l'orifice central 28 de celle-ci. Ce dispositif fonctionne de la façon suivante. En référence à la figure 2, le liquide présent dans le maître-cylindre peut librement remonter à basse pression en direction du réservoir en traversant le conduit 16 puis le col 10 en fuyant à travers l'encoche de l'orifice 8 entre l'obturateur 40 et le siège 24 comme l'indique la flèche 25. Par ailleurs, en cas de besoin, le liquide présent dans le réservoir peut s'écouler à travers le conduit 16 en direction du maître-cylindre. Cet écoulement abaisse momentanément la bille à distance du siège 24 pour offrir une grande section de passage pour le liquide.

La figure 4 illustre le cas où pour une raison quelconque, par exemple du fait de l'envoi de liquide de freinage dans le maître-cylindre par un dispositif de type ABS, la pression dans le maître-cylindre augmente brusquement par exemple alors que celui-ci est au repos. Cette pression est donc transmise jusqu'au clapet 14. Cette pression élevée sollicite la bille 40 et le siège 24 à rencontre du ressort 32 de sorte que le ressort est comprimé et que le siège et l'obturateur se soulèvent d'un seul bloc. Dans ces conditions, une importante section de passage est disponible pour le liquide d'une part entre l'obturateur 40 et la lèvre 22 et d'autre part entre les languettes 30.

Dans la situation de la figure 2, la plus petite section d'écoulement 31 que nous appellerons ici première section minimale est définie entre l'obturateur 40 et le siège 24 par l'encoche de l'orifice 28. Dans la situation de la figure 4, la plus petite section d'écoulement 33 que nous appellerons deuxième section minimale est définie entre l'obturateur 40 et la lèvre 22 et entre les languettes 30. Cette deuxième section minimale 33 est plus grande que la première'-section minimale 31. La configuration du dispositif détermine un seuil tel que, lorsque la pression est en deçà de ce seuil, la remonté de liquide^' se produit dans la configuration de la figure 2 alors que lorsque cette pression dépasse le seuil cette remontée s'effectue suivant la configuration de la figure 4. Ce seuil dépend en grande partie de la charge du ressort 32. Il sera facile de configurer le dispositif et en particulier de tarer le ressort pour régler le seuil prédéterminé de pression à la valeur souhaitée. Dans la configuration de la figure 3, l'écoulement du liquide se produit à travers une section minimale 35 que nous appellerons ici troisième section minimale qui est définie par l'orifice 28 du siège. Cette section 35 est plus grande que la première section 31 associée à la figure 2.

De façon alternative comme illustré à la figure 1, on pourra prévoir que le clapet comporte un grillage ou un filtre 42 s 'étendant vers le bas à partir de la lèvre 22 et enfermant l'obturateur 40 en se trouvant à distance du conduit 16. Un tel élément permet d'assurer qu'en aucun cas l'obturateur ne vient obturer le conduit 16 menant au maître-cylindre, et de faciliter l'assemblage .

Une variante de réalisation du dispositif a été illustrée à la figure 6 avec certaines références numériques augmentées de 100. La seule différence entre ce mode de réalisation et le précédent réside dans le fait que l'obturateur 140 est cette fois configuré sous la forme d'un disque présentant sur sa face supérieure un épaulement ou un canal entamant cette face environ sur 90 ou 180 °. Le diamètre de l'obturateur 140 est plus grand que le diamètre de l'orifice central 28 du siège 24.

Ce mode de réalisation fonctionne sensiblement comme le précédent. Au repos, l'obturateur 140 s'étend en appui par en dessous contre le siège 24. Sachant que l'orifice 28 du siège n'est pas totalement obturé par la face supérieure épaulée, une remontée de liquide à faible pression demeure possible à tout instant, le liquide passant entre l'obturateur et le siège au niveau de F épaulement. Lorsque la pression dépasse le seuil prédéterminé, le siège et l'obturateur se déplaçant vers le haut compriment le ressort 32 pour offrir une section plus importante d'écoulement. En cas de descente de liquide depuis le réservoir jusqu'au maître-cylindre, l'obturateur 140 peut s'abaisser pour permettre l'écoulement du liquide à travers l'orifice 28 avec une section plus importante que dans le cas de la remontée à faible pression.

Un autre mode de réalisation a été illustré à la figure 7. Dans ce mode de réalisation , de même que dans les précédents, le col 10 du réservoir est emboîté dans le logement 12 du maître-cylindre avec interposition d'un joint d'étanchéité 20 bien que le profil transversal de celui-ci diffère ici de celui de la figure 2. En effet, le profil du joint présente ici deux renflements latéraux l'un au-dessus de l'autre. Le siège 224 présente en l'espèce une forme générale cylindrique d'axe 11. Il comprend une lèvre 225 s'étendant radialement vers l'extérieur par référence à l'axe 11. Le col 10 comprend quant à lui une lèvre 13 s'étendant radialement^' vers l'intérieur par référence à l'axe 11 en partie supérieure du col. Le ressort 232 a ici une forme générale cylindrique d'axe 11 et prend appui vers le haut contre la face inférieure de la lèvre 13 et vers le bas contre la face supérieure de la lèvre 225. Il contribue par conséquent ici encore à solliciter le siège 224 vers le bas. Un joint d'étanchéité torique 44 est interposé radialement par référence à l'axe 11 entre le col 10 et le siège 224, ce joint s'étendant au-dessous de la lèvre 225. Le siège 224 présente un bord d'extrémité axiale inférieure 246 essentiellement plan s'étendant, lorsque le clapet 240 est au repos, plus bas que le bord inférieur du col 10. L'obturateur 240 a en l'espèce la forme générale d'une galette ou d'un disque. Il présente, par exemple en son centre, un conduit 228 de forme cylindrique traversant l'obturateur suivant son épaisseur. L'obturateur présente par ailleurs au moins une échancrure 248 entamant le bord extérieur de l'obturateur.

Ce mode de réalisation fonctionne de la façon suivante. Lorsque le clapet est au repos, l'obturateur 240 du fait de sa faible densité se trouve en appui contre le bord inférieur 246 du siège 224. Dans cette situation, une montée de liquide est permise à travers l'orifice 228 lorsque la pression ne dépasse pas un seuil prédéterminé.

Dans le cas où la pression dépasse le seuil, cette pression sollicite vers le haut l'obturateur 240, ce qui fait remonter d'un seul bloc l'obturateur avec le siège 224 jusqu'à mettre l'obturateur 240 en appui contre le bord inférieur 246 du col. La pression toujours élevée est communiquée à travers l'échancrure 248 jusqu'à la face inférieure du joint 244 qui est donc sollicité vers le haut. Avec le siège 224, le joint 244 se déplace vers le haut en comprimant le ressort 232. L'espace ainsi crée entre le bord inférieur 246 du siège et l'obturateur 240 resté plus bas offre alors une large section pour le passage du liquide à haute pression. De même que dans les précédents modes, un écoulement de liquide- peut se produire depuis le réservoir jusqu'au maître-cylindre qui provoque une descente momentanée de l'obturateur 240 à distance du bord inférieur 246 du col.

Un autre mode de réalisation est illustré à la figure 8. L'obturateur 340 est ici encore formé par une rondelle traversée ici en son centre par un conduit 228. L'échancrure du précédent mode est cette fois omise. Cet obturateur est également illustré à la figure 13. Le siège 324 est ici formé par un joint d'étanchéité interposé radialement par référence à l'axe 11 entre le col 10 et le logement 12. Le bord inférieur 346 du col 10 qui s'étend en regard de l'obturateur 340 présente au moins une échancrure 348 sur un côté. Le joint 324 présente un profil à deux renflements superposés comme dans le précédent mode. Son extrémité inférieure a un profil de forme essentiellement rectangulaire. Il est en appui par le haut contre un épaulement du col 10 et par le bas contre la face supérieure de l'obturateur 340. Le joint est par ailleurs en contact étanche suivant la direction radiale au niveau du renflement inférieur au moins avec le col 10 et le logement 12. Le siège 324 maintient l'obturateur 340 à distance du bord inférieur 346 du col 10. Le joint 324 est le siège du clapet.

Dans le cas d'une remontée de liquide à faible pression, le liquide s'écoule vers le haut à travers l'orifice 228. Dans le cas où la pression dans le liquide du maître-cylindre dépasse le seuil prédéterminé, l'obturateur comprime le joint vers le haut pour tendre à se rapprocher du bord 346. La pression augmentant, le joint continue à se déformer selon l'axe 11 et quitte l'obturateur 340 qui reste en appui sur le col 10. Le liquide peut alors s'échapper vers le réservoir par l'échancrure 348. Cette échancrure offre alors une section de passage plus importante que l'orifice 228.

La descente de liquide depuis le réservoir jusqu'au maître-cylindre s'effectue comme précédemment par abaissement provisoire de l'obturateur 340.

,Un autre mode de réalisation est illustré la figure 9. Il est très proche du précédent, la partie supérieure du joint 424 étant cette fois remplacée par un ressort de rappel 432 prenant appui contre le joint 424 vers le bas et contre un épaulement du col vers le haut. Le fonctionnement est sensiblement inchangé.

Un autre mode de réalisation est illustrée aux figures 10 à 13. L'obturateur 340 est à nouveau configuré comme un disque percé ici en son centre par un orifice 228. De même que dans le mode réalisation de la figure 8, le siège 524 assure l'étanchéité entre le col 10 et le logement 12. En l'espèce ce joint présente une partie supérieure torique 550 assurant l'étanchéité entre ces deux pièces radialement par référence à l'axe du clapet. Le joint présente également une jupe inférieure 553 de forme cylindrique s'étendant vers le bas à partir de la partie supérieure torique 550. C'est contre le bord inférieur de cette jupe que vient s'appliquer l'obturateur 340. La partie supérieure torique 550 est logée dans un épaulement du col 10 couvrant intérieurement cette partie jusqu'en regard de la jupe 553. La jupe présente des fentes 552 uniformément réparties autour de l'axe et s'étendant chacune verticalement sur la plus grande partie de la hauteur de la jupe en demeurant à distance de ses bords. Ces fentes traversent radialement l'épaisseur de la jupe. Par ailleurs, l'orifice 16 faisant communiquer le clapet avec le maître-cylindre est cette fois ménagé dans une paroi latérale du maître-cylindre et non pas à la verticale de l'obturateur 340. De surcroît, le bord inférieur de cet orifice s'étend légèrement au-dessus du fond de la cavité dans laquelle se déplace l'obturateur 340. Cet orifice 16 a un diamètre supérieur à la hauteur de l'obturateur 340. Dans ces conditions, aucune position de l'obturateur 340 ne lui permet d'obturer l'orifice 16. Cet agencement est également avantageux le cas échéant pour les autres modes de réalisation.

Ce mode de réalisation fonctionne de la façon suivante. En cas de remontée de liquide à basse pression depuis le maître-cylindre, le flux de liquide s'écoule à travers l'orifice central 228 comme illustré à la figure 10, l'obturateur 540 demeurant en appui contre le siège 524. Les fentes 552 sont alors fermées. Lorsqu'il se produit en revanche une remontée de liquide à une pression supérieure au seuil prédéterminé, la pression sollicite l'obturateur vers le haut, ce qui déforme la jupe 553et de ce fait ouvre les fentes 552 à travers lesquelles s'écoule le liquide qui dispose ainsi d'une section d'écoulement plus importante que celle, illustrée à la figure 10, correspondant au seul conduit 228. Lorsque cesse cette haute pression, le clapet revient automatiquement dans la configuration de la figure 10 sous l'effet de l'élasticité du siège 524. Ici encore un écoulement de liquide depuis le réservoir vers le maître- cylindre est permis par abaissement momentané de l'obturateur 340, l'écoulement se produisant au-dessus de l'obturateur sans passer par dessous celui-ci compte tenu de la position de l'orifice 16 tel qu'illustré à la figure 12.

La figure 14 illustre une variante de réalisation de l'obturateur. L'obturateur 640 est utilisable avec le clapet de la figure 10. Le conduit est ici remplacé par une rainure 628 s'étendant sur la face supérieure de l'obturateur et entamant celle-ci à partir d'au moins un bord circonférentiel. En l'espèce, la rainure 628 s'étend de façon ininterrompue, suivant un diamètre de cette face d'un bord à l'autre de cette face. Cette rainure 628 permet l'écoulement du liquide pour sa remontée dans le réservoir à faible pression, la rainure n'étant pas obturée par l'appui de la face supérieure de l'obturateur contre le bord inférieur du siège 524. Une autre réalisation de l'obturateur 740 est illustrée à la figure 15. En l'espèce la rainure 728 est réalisée en deux parties. Chaque partie de rainure s'étend à partir d'un bord de l'obturateur en direction du centre de celui-ci sur une longueur suffisante pour permettre à la partie de rainure de déboucher au centre du siège. De plus, dans ce mode de réalisation, l'obturateur 740 présente un relief central 760 s'étendant en saillie de sa face supérieure et ayant par exemple une forme en portion de sphère ou une forme approchante. Ce relief 760 vient se loger au centre du siège et assure ainsi un centrage de l'obturateur par rapport au siège et de l'autre coté une limitation de course. En l'espèce l'obturateur comprend un relief 760 et une rainure 728 en deux parties sur chacune de ces deux faces principales de sorte qu'il est symétrique suivant son plan horizontal médian, ce qui permet de monter l'obturateur dans le clapet sans avoir à se soucier du sens de montage. Les reliefs 760 contribuent au centrage de l'obturateur par rapport au siège et à la limitation de la course vers le bas de l'obturateur, le relief inférieur écourtant cette course en butée contre le fond du logement du maître-cylindre. Ils contribuent enfin par augmentation du volume de la pièce à favoriser la poussée d'Archimède et donc à augmenter la montée naturelle de l'obturateur dans le liquide.

La figure 16 présente un autre mode de réalisation dans lequel le siège 524 de la figure 10 a été séparé en deux pièces distinctes, la jupe cylindrique formant cette fois à elle seule le siège 824 tandis que le joint torique 850 assure l'étanchéité entre le col 10 et le logement 12.

Les figures 17 à 18 présentent un autre mode de réalisation dans lequel les fentes de la figure 11 sont remplacées par des fentes qui débouchent dans le bord d'extrémité axiale inférieure du siège 524. Ces fentes réalisent un découpage de la jupe en plusieurs languettes distinctes aptes à se courber indépendamment les unes des autres dans le cas où la pression du liquide dépasse le seuil prédéterminé. Le liquide s'écoule alors entre ces languettes.

Les figures 19 et 20 présentent un mode de réalisation dans lequel l'obturateur

1024 est dépourvu de fentes ou d'orifices. Cette fois en cas remontée du liquide avec une pression supérieure au seuil prédéterminé, le liquide provoque la déformation du siège en le courbant vers l'intérieur et s'écoule en contournant les parties de siège ainsi déformées, en passant entre le siège et l'obturateur.

Un autre mode de réalisation est illustré aux figures 21 à 23. Le siège et l'obturateur sont essentiellement inchangés par rapport au mode de réalisation des figures 19 et 20. Le col 10 présente cette fois deux reliefs sous la forme de doigts 1064 s'étendent en saillie vers le bas à partir du bord d'extrémité axiale inférieure 1046 du col. Ces deux doigts sont disposés de préférence de façon dissymétrique par rapport à l'axe 11 du col.

La figure 22 illustre ces différents éléments lorsque le clapet est au repos. Le bord inférieur du siège 1024 s'étend dans cette situation plus bas que les doigts 1064. La figure 23 illustre le cas où la pression dans le cylindre dépasse le seuil prédéterminé, provoquant de ce fait la déformation du siège 1024 comme dans les modes de réalisation précédents. De surcroît, cette déformation du fait de la réduction de hauteur du siège met l'obturateur en contact avec les doigts 1064 et compte tenu de la position dissymétrique de ceux-ci provoque un basculement de l'obturateur par rapport au col, ce qui accentue la déformation du siège d'un côté de celui-ci. Du côté opposé, une section d'écoulement importante se trouve alors ménagée entre le siège et l'obturateur pour la remontée du liquide.

La figure 24 illustre un mode de réalisation semblable à celui des figures 21 à 23, illustrant plus clairement la position dissymétrique des deux doigts par rapport à l'axe du col. De surcroît, l'obturateur 1040 est ici prolongé vers le haut par une tige 1068 fixée au centre de la face supérieure de l'obturateur et s'étendant coaxialement dans le col 10. Cette tige porte à son extrémité supérieure une paire d'ergots 1070 orientés vers le bas en étant inclinés par rapport à la tige de façon à pouvoir prendre appui contre un épaulement supérieur 1072 du col et à limiter de ce fait la chute de l'obturateur.

Le fonctionnement du dispositif est inchangé par rapport à celui du précédent mode. Ce mode de réalisation a pour avantage que l'obturateur 1040 se trouve porté de façon imperdable par le col du réservoir jusqu'à assemblage du réservoir et du maître-cylindre. Les ergots 1070 contribuent également à limiter la course vers le bas de l'obturateur par rapport au siège. Dans ces conditions, il est à nouveau possible de faire déboucher le conduit 16 dans le fond du logement 12 sans risquer son obturation par l'obturateur.

Dans chacun de ces modes de réalisation, les joints d'étanchéité pourront être réalisés en élastomère. Il pourra en être de même pour chaque siège apte à ce déformer lorsque la pression dépasse le seuil, notamment lorsque ce siège fait également office de joint d'étanchéité. Ce sera donc le cas des éléments 20, 24, 244, 324, 424, 524, 824, 850, 924 et 1024. Les obturateurs pourront à chaque fois être réalisés dans un matériau moins dense que le liquide de façon à remonter naturellement en appui contre le siège. La paroi du réservoir, notamment le col, pourra être en matière plastique. La paroi du maître-cylindre, notamment le logement 12, pourra être en métal ou autre matériau.

Comme on le voit, dans chacun de ces modes de réalisation, le clapet autorise le libre écoulement du liquide depuis le réservoir vers le maître-cylindre pour alimenter ce dernier en cas de besoin. Il autorise également une remontée modérée de liquide à faible pression depuis le maître-cylindre jusqu'au réservoir. De surcroît, lorsque la pression dans le maître-cylindre dépasse le seuil, le clapet autorise la remontée du liquide vers le réservoir sans risquer une rupture du clapet sous l'effet de la pression. L'ensemble selon l'invention peut donc supporter sans encombre les brutales augmentations de pression générées dans le maître-cylindre par des dispositifs tels que les systèmes dits ESP. Dans chacun des modes de réalisation qui précèdent, il sera aisé pour l'homme du métier _. de configurer le système et en particulier de tarer les moyens de rappel du siège le cas échéant pour régler le seuil de pression prédéterminé au niveau souhaité. De plus, l'ensemble selon l'invention permet de conserver une course morte très réduite pour le piston du maître-cylindre afin de garantir une transmission rapide de la commande de freinage. Sachant que les pressions générées dans le maître-cylindre par les dispositifs de type ESP peuvent être au maximum de 250 10⁵ Pa, on pourra régler la pression prédéterminée à un niveau situé par exemple entre 5 et 10 10⁵ Pa. (les passages du piston constituent une première perte de charge entre la chambre du maître-cylindre et clapet).

Dans chacun de ces modes de réalisation, le conduit n'est pas nécessairement au centre de l'obturateur.

Le dispositif représenté sur la figure 1 selon la présente invention comporte un maître cylindre dit « à trou de dilatation ». Cependant, il est parfaitement envisageable de prévoir des dispositifs comportant un maître cylindre dit « à clapet », c'est à dire dont l'isolation de la chambre 8 par rapport au réservoir se fait par un clapet muni d'un obturateur et d'un siège de clapet formé par le piston 4, le clapet obturant un passage pratiqué dans le piston 4 permettant au repos la communication du réservoir et de la chambre 8.

On a décrit ci-dessus un obturateur maintenu par les forces d'Archimède. Mais on pourra alternativement prévoir des moyens de rappel mécaniques tels qu'un ressort, voire des moyens de rappel magnétiques ou électromagnétiques. Le présent clapet est applicable à tout dispositif hydraulique ou pneumatique. Il peut être nécessaire d'envisager des moyens de rappel autre que les forces d'Archimède. On peut par exemple envisager de retourner le clapet et donc d'utiliser la gravité.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de commande de frein comprenant :

- un réservoir de liquide (4) ; - un maître-cylindre (2), et

- un clapet (14 ; 114-; 214 ; 314 ; 414 ; 514 ; 1014) apte à autoriser une montée du liquide du cylindre dans le réservoir en présentant une première section minimale d'écoulement (31), caractérisé en ce que le clapet est apte à autoriser la montée en présentant une deuxième section minimale d'écoulement (33) plus grande que la première section lorsqu'une pression dans le cylindre dépasse un seuil prédéterminé.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet comporte un siège (24 ; 224 ; 324 ; 424 ; 524 ; 824 ; 924 ; 1024) et un obturateur (40 ; 140 ; 240 ; 340 ; 640 ; 740 ; 1040) apte à venir en appui contre le siège.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de centrage (40 ; 760) de l'obturateur par rapport au siège.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'obturateur a une densité inférieure à celle du liquide.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le siège (24 ; 224) est rigide.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le siège (24 ; 224 ; 424) est apte à être déplacé par rapport au réservoir lorsque la pression dépasse le seuil.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le siège (24 ; 524 ; 924) présente au moins un conduit (552 ; 952) et est agencé pour permettre la montée du liquide à travers le conduit seulement lorsque le déplacement du siège se produit.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (32 ; 232 ; 432) de rappel du siège à l'encontre de la montée du liquide.

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que le siège (324 ; 424 ; 524 ; 824 ; 924 ; 1024) est apte à être déformé élastiquement lorsque la pression dépasse le seuil.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que le siège (324 ; 424 ; 824 ; 1024) est déformable de sorte que le liquide contourne le siège durant la montée.

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en, ce que le siège (524 \ 924) est déformable de sorte que le liquide traverse le siège durant la montée.

12. Dispositif selon Tune quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que le siège (524 ; 924) présente au moins un orifice (552 ; 952) agencé pour être ouvert seulement durant la déformation.

13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'orifice (952) débouche à un bord du siège.

14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que l'orifice (552) s'étend à distance des bords du siège.

15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 14, caractérisé en ce qu'il présente au moins un relief (1064) agencé pour faire basculer l'obturateur (1040) par rapport au siège (1024) lorsque la pression dépasse le seuil.

16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 15, caractérisé en ce que l'obturateur (340 ; 640 ; 740) présente au moins un conduit (228 ; 628 ; 728) et est agencé pour permettre la montée du liquide à travers le conduit lorsque l'obturateur est en contact avec le siège.

17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que le conduit (228) traverse l'obturateur (340) de part en part.

18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 ou 17, caractérisé en ce que le conduit (328 ; 728) s'étend sur une face de l'obturateur apte à venir en contact avec le siège.

19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 18, caractérisé en ce que l'obturateur (40) comporte une face sensiblement sphérique apte à venir en contact avec le siège.

20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 19, caractérisé en ce que l'obturateur est une bille (40).

21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 19, caractérisé en ce que l'obturateur (140 ; 240 ; 340 ; 640) a une forme générale de galette.

22. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 21, caractérisé en ce que le clapet présente un orifice (16) de sortie du liquide vers le maître-cylindre (2) agencé de sorte que l'obturateur, dans sa position la plus basse, laisse cet orifice ouvert.

23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce que l'orifice (16) s'étend dans une paroi verticale.

24. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 23, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de retenue (1070) de l'obturateur (1040) par rapport au réservoir (4) avant assemblage du réservoir au maître-cylindre (2).

25. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 24, caractérisé en ce que le clapet est apte à autoriser une descente du liquide du réservoir dans le maître-cylindre en présentant une troisième section minimale d'écoulement (35) plus grande que la première section (31).

26. Clapet pour un dispositif de commande de frein à réservoir de liquide et maître-cylindre, le clapet étant apte à autoriser une montée de liquide en présentant une première section minimale d'écoulement (31), caractérisé en ce que le clapet est apte à autoriser la montée en présentant une deuxième section minimale d'écoulement (33) plus grande que la première section lorsqu'une pression de liquide atteint un seuil prédéterminé en amont du clapet, par référence au sens d'écoulement durant la montée.