FR2519920A1 - Vehicle brake regulating valve - comprises coaxial inlet and outlet chambers separated by cylindrical flexible partition - Google Patents

Abstract

The vehicle brake regulator comprises a body (1) which contains an inlet chamber (11) communicating with a coaxial outlet chamber (12) via a valve seat (7b). The valve seat receives a piston valve biassed by a force (F) acting on its free end (5b). The inlet and outlet chambers are separated by a common cylindrical partition (7) which can undergoe elastic radial deformation. When the pressure in the outlet chamber (12) is sufficient to oppose the force (F), the valve closes. Further increase of inlet pressure causes the partition to flex outwards increasing the outlet pressure even though the valve remains shut.

Description

REGULATEUR DE FREINAGE
POUR VEHICULE.BRAKE REGULATOR
FOR VEHICLE.

L'invention se rapporte aux systèmes de freinage des véhicules, notamment des véhicules automobiles ; elle concerne, plus précisément, un dispositif de régulation de la pression de freinage destiné, plus particulièrement, à être intercalé entre le maîtrecylindre du système de freinage et les roues arrière d'un véhicule pour contrôler l'effort de freinage appliqué à ces roues en fonction de la charge de cellesci. Un tel dispositif, appelé aussi limiter compensateur de freinage, est largement mis en oeuvre sur les véhicules automobiles ; sa fonction est de faire varier la pression du fluide fournie aux moteurs de freins des roues arrière pour éviter le blocage des roues arrière du véhicule, donc d'accroître l'efficacité du freinage et conjointement de limiter les risques d'instabilité du véhicule au rnoment du freinage. The invention relates to vehicle braking systems, in particular motor vehicles; more specifically, it relates to a device for regulating the braking pressure intended, more particularly, to be interposed between the master cylinder of the braking system and the rear wheels of a vehicle to control the braking force applied to these wheels by depending on the charge of these. Such a device, also called limiting brake compensator, is widely used on motor vehicles; its function is to vary the pressure of the fluid supplied to the rear wheel brake motors to avoid locking of the rear wheels of the vehicle, therefore to increase braking efficiency and jointly to limit the risks of instability of the vehicle at the same time braking.

Un dispositif limiteur-compensateur de freinage conventionnel pour véhicule comprend un corps dans lequel une première chambre, dite "chambre d'entrée" et une seconde chambre dite "chambre de sortie" sont reliées respectivement par l'intermédiaire de conduits de fluide, à une source de pression commandée par la pédale de freinage et à un ou plusieurs organes récepteurs dont la fonction est d'imprimer un couple de freinage sur certaines des roues du véhicule, généralement les roues arrière. Ces chambres d'entrée et de sortie communiquent entre elles à travers l'orifice central d'un siège de clapet fixe.Un clapet mobile disposé dans la chambre de sortie est solidaire d'un piston traversant la paroi du corps et est susceptible de coopérer avec le siège de clapet pour interrompre la communication entre les deux chambres dès que la pression dans la chambre de sortie est supérieure à une pression de consigne déterminée par une force de réaction, généralement variable, appliquée au piston. Dans ce cas, cette force de réaction est sensi blement proportionnelle à la charge des roues dont on veut contrôler
l'effort de freinage.A conventional brake limiter-compensator device for a vehicle comprises a body in which a first chamber, called "inlet chamber" and a second chamber called "outlet chamber" are connected respectively by means of fluid conduits, to a pressure source controlled by the brake pedal and to one or more receiving members whose function is to print a braking torque on some of the wheels of the vehicle, generally the rear wheels. These inlet and outlet chambers communicate with each other through the central orifice of a fixed valve seat. A movable valve disposed in the outlet chamber is integral with a piston passing through the wall of the body and is capable of cooperating. with the valve seat to interrupt the communication between the two chambers as soon as the pressure in the outlet chamber is greater than a set pressure determined by a reaction force, generally variable, applied to the piston. In this case, this reaction force is appreciably proportional to the load of the wheels which one wants to control.
braking force.

Dans un tel dispositif, largement utilisé sur les véhicules automobiles, une fois le clapet appliqué sur son siège, la pression, dans la chambre de sortie, demeure constante même si la pression
dans la chambre d'entrée continue à croître.In such a device, widely used on motor vehicles, once the valve applied to its seat, the pressure in the outlet chamber remains constant even if the pressure
in the entry room continues to grow.

Le but de l'invention est un régulateur de freinage du type précédent, c'est-à-dire à clapet, dans lequel la pression dans la chambre de sortie continue à augmenter, après la fermeture du clapet, de façon sensiblement proportionnelle à la pression d'entrée. The object of the invention is a brake regulator of the previous type, that is to say a valve, in which the pressure in the outlet chamber continues to increase, after the valve is closed, in a manner substantially proportional to the inlet pressure.

Pour atteindre ce but, l'invention propose un régulateur de freinage à clapet mobile dans lequel la chambre d'entrée et la chambre de sortie sont disposées coaxiale ment et la paroi cylindrique commune à ces deux chambres est une paroi élastique déformable radialement sous l'effet d'une différence de pression entre ces deux chambres. To achieve this object, the invention provides a movable valve braking regulator in which the inlet chamber and the outlet chamber are arranged coaxially and the cylindrical wall common to these two chambers is an elastic wall which is radially deformable under the effect of a pressure difference between these two chambers.

La figure I représente, selon une vue en coupe, un mode de réalisation d'un régulateur de freinage conforme à l'invention. Ce régulateur comprend les éléments suivants :
- un corps 1 dans lequel est pratiqué un alésage étagé 2 comportant un gradin 3 ; ce corps pouvant être obtenu par fonderie et réalisé en un matériau tel que la fonte ou un alliage léger et l'alésage étagé étant obturé à son extrémité de plus grand diamètre par un bouchon de fermeture hermétique 4 faisant également office de butée pour un clapet mobile, en outre, ce bouchon comporte un joint d'étanchéité 14 et est maintenu dans l'alésage entre un épaulement 15 et un anneau d'arrêt 16.Figure I shows, in a sectional view, an embodiment of a brake regulator according to the invention. This regulator includes the following elements:
- A body 1 in which is formed a stepped bore 2 comprising a step 3; this body can be obtained by foundry and made of a material such as cast iron or a light alloy and the stepped bore being closed at its end of larger diameter by an airtight closure plug 4 also serving as a stop for a movable valve , in addition, this plug has a seal 14 and is held in the bore between a shoulder 15 and a stop ring 16.

- un piston à clapet 5 disposé axialement dans l'alésage 2 et comprenant le piston 5 proprement dit qui traverse la paroi du bloc 1 et une tige de transmission 5a solidaire d'un clapet 5b qui comporte, à sa partie inférieure, un téton 5c susceptible de venir en appui sur une butée 4a fournie par le bouchon de fermeture 4 ; le piston 5, muni d'un joint étanche 6 peut coulisser dans la partie de plus faible diamètre de l'alésage. - A valve piston 5 disposed axially in the bore 2 and comprising the piston 5 proper which passes through the wall of the block 1 and a transmission rod 5a secured to a valve 5b which comprises, at its lower part, a stud 5c capable of coming to bear on a stop 4a provided by the closure plug 4; the piston 5, provided with a tight seal 6 can slide in the part of smaller diameter of the bore.

- un élément cylindrique creux 7 dont la paroi est élastiquement déformable radialement qui est disposé coaxialement dans la partie de plus fort diamètre de l'alésage ; cet élément cylindrique comprend à l'une de ses extrémités une semelle 7a maintenue en appui sur le gradin 3 de l'alésage par une bague 8 et à l'extrémité opposée un siège de soupape 7b comportant un orifice central 7c permettant le libre passage de la tige de transmission 5a du piston à clapet ; cet élément cylindrique peut être réalisé en un matériau élastique, tel qu'un élastomère ; sous l'effet des forces de pression, le siège du clapet 7b ne doit pas subir de déplacement sensible suivant la direction de l'axe de l'alésage, à cet effet, l'élément cylindrique comporte intérieurement une structure rigide, par exemple métallique, comprenant une semelle 7d, des montants longitudinaux 7e solidarisés par un élément annulaire 7f. - A hollow cylindrical element 7 whose wall is elastically deformable radially which is arranged coaxially in the part of larger diameter of the bore; this cylindrical element comprises at one of its ends a sole 7a held in abutment on the step 3 of the bore by a ring 8 and at the opposite end a valve seat 7b comprising a central orifice 7c allowing the free passage of the transmission rod 5a of the valve piston; this cylindrical element can be made of an elastic material, such as an elastomer; under the effect of the pressure forces, the seat of the valve 7b must not undergo significant displacement in the direction of the axis of the bore, for this purpose, the cylindrical element internally comprises a rigid structure, for example metallic , comprising a sole 7d, longitudinal uprights 7e secured by an annular element 7f.

- un orifice d'entrée 9 destiné à relier le régulateur au maîtrecylindre d'un système de freinage. - an inlet 9 intended to connect the regulator to the master cylinder of a braking system.

- un orifice de sortie 10 destiné à relier le régulateur aux moteurs de freins des roues carrières.  - An outlet orifice 10 intended to connect the regulator to the brake motors of the quarry wheels.

L'élément cylindrique 7 à pàroi déformable délimite deux chambres: une première chambre 11 reliée à l'orifice d'entrée 9 et une seconde chambre 12 reliée à l'orifice de sortie 10. Ces deux chambres peuvent communiquer entre elles par l'orifice central 7c lorsque le clapet 5b n'est pas appliqué sur son siège 7b, par contre, la communication entre ces deux chambres est interrompue lorsque le clapet 5b est fortement sollicité sur son siège 7b, ces deux éléments étant susceptibles de coopérer de façon étanche. The cylindrical element 7 with deformable shape delimits two chambers: a first chamber 11 connected to the inlet orifice 9 and a second chamber 12 connected to the outlet orifice 10. These two chambers can communicate with each other through the orifice central 7c when the valve 5b is not applied to its seat 7b, on the other hand, the communication between these two chambers is interrupted when the valve 5b is highly stressed on its seat 7b, these two elements being capable of cooperating in sealed manner.

Le piston 5 se projette à l'extérieur, à travers la paroi du bloc et la tête de piston 5d est soumises à une force antagoniste F, encore appelée force de réaction, dirigée suivant la flèche 13. Cette force antagoniste est fournie par un organe de commande mécanique, ou autre (non représenté) comprenant éventuellement des moyens élastiques précontraints. Le bloc 1 de ce régulateur com prend, en outre, des moyens de fixation (non représenté) au chassis du véhicule, alors que l'organe de commande est relié, généralement, à un élément de la suspension arrière du véhicule. Un tel organe de commande a déjà été largement décrit dans la littérature technique et ne sera pas repris ici.La liaison de cet organe de commande avec la suspension arrière du véhicule est telle que toute variation de la charge des roues arrières produit une modification sensiblement proportionnelle de la force antagoniste F appliquée sur la tête du piston 5d. The piston 5 projects outside, through the wall of the block and the piston head 5d is subjected to an opposing force F, also called reaction force, directed along the arrow 13. This opposing force is provided by a member mechanical control, or other (not shown) possibly comprising prestressed elastic means. The block 1 of this regulator com also takes fixing means (not shown) to the chassis of the vehicle, while the control member is generally connected to an element of the rear suspension of the vehicle. Such a control member has already been widely described in the technical literature and will not be repeated here. The connection of this control member with the rear suspension of the vehicle is such that any variation in the load of the rear wheels produces a substantially proportional modification. of the opposing force F applied to the head of the piston 5d.

La figure 2 représente, selon une coupe A-A', la section transversale de l'élément cylindrique 7 montrant les montants longitudinaux 7e de la structure rigide moulée dans le matériau élastique ; sur cette figure, à titre illustratif, une structure comportant trois montants 7e à été représentée. 2 shows, in a section A-A ', the cross section of the cylindrical element 7 showing the longitudinal uprights 7e of the rigid structure molded in the elastic material; in this figure, by way of illustration, a structure comprising three uprights 7e has been shown.

Le fonctionnement du régulateur qui vient d'être décrit est le suivant:
La pédale de freinage du véhicule étant relâchée, les positions relatives des différents éléments correspondent à celles représentées sur la figure I. Le clapet 5b est dégagé de son siège 7b et la communication entre la chambre d'entrée Il et la chambre de sortie 12 est assurée.The operation of the regulator which has just been described is as follows:
The vehicle's brake pedal being released, the relative positions of the various elements correspond to those shown in FIG. I. The valve 5b is released from its seat 7b and the communication between the inlet chamber II and the outlet chamber 12 is assured.

Lorsque le conducteur actionne la pédale de freinage du véhicule, la pression d'entrée Pi croît progressivement ét le fluide de freinage s'écoule à travers l'orifice central 7c du siège de clapet 7b. La force antagoniste F appliquée sur la tête de piston 5d s'oppose au déplacement du piston 5 sur lequel s'exerce une force PiSl ; dès que cette force de pression atteint une valeur supérieure à la force antagoniste F, le clapet 5b est sollicité sur son siège et la communication entre les deux chambres est interrompue. A l'instant de fermeture du clapet la pression de sortie Po est égale à la pression de coupure, encore appelée pression de consigne Pc, dont la valeur est égale à F/S1, où S1 est la section du piston 5. Le clapet 5b étant fermé, la pression d'entrée Pi continuant de croître produit une extension de la paroi élastiquement déformable de l'élément cylindrique 7 et une augmentation correspondante de la pression Po dans la chambre de sortie, cette augmentation de pression est fonction des caractéristiques de la paroi, c'est-à-dire du rapport de ses diamètres interne D1 et externe D2 et de la nature du matériau, elle dépend également de la variation du volume des circuits arrière du système de freinage. When the driver actuates the brake pedal of the vehicle, the input pressure Pi gradually increases and the brake fluid flows through the central orifice 7c of the valve seat 7b. The opposing force F applied to the piston head 5d opposes the displacement of the piston 5 on which a force PiSl is exerted; as soon as this pressure force reaches a value greater than the opposing force F, the valve 5b is biased on its seat and the communication between the two chambers is interrupted. At the instant of closing of the valve, the outlet pressure Po is equal to the cut-off pressure, also called the reference pressure Pc, the value of which is equal to F / S1, where S1 is the section of the piston 5. The valve 5b being closed, the inlet pressure Pi continuing to increase produces an extension of the elastically deformable wall of the cylindrical element 7 and a corresponding increase in the pressure Po in the outlet chamber, this increase in pressure is a function of the characteristics of the wall, that is to say the ratio of its internal diameters D1 and external D2 and the nature of the material, it also depends on the variation in the volume of the rear circuits of the braking system.

Au contraire, si la pression d'entrée Pi diminue, la pression différentielle résultante sur la paroi de l'élément cylindrique 7 produit une déformation inverse avec, pour conséquence, une réduction de la pression de sortie Po. Lorsque la pression d'entrée Pi devient inférieure à la pression de consigne Pc, le clapet 5b est dégagé à nouveau de son siège et la communication entre les deux chambres est rétablie. On the contrary, if the inlet pressure Pi decreases, the resulting differential pressure on the wall of the cylindrical element 7 produces a reverse deformation with, as a consequence, a reduction in the outlet pressure Po. When the inlet pressure Pi becomes lower than the set pressure Pc, the valve 5b is released again from its seat and communication between the two chambers is restored.

Si, par contre, au cours du freinage, la force de réaction F augmente, après la fermeture du clapet 5b, la communication entre les deux chambres est rétablie jusqu'à l'établissement d'une nouvelle valeur de la pression de consigne. If, on the other hand, during braking, the reaction force F increases, after closing the valve 5b, the communication between the two chambers is re-established until a new value of the set pressure is established.

La figure 3 représente une variante de réalisation du régu- lateur de freinage permettant de limiter la pression de sortie maximale. A cet effet, là bague 8 de serrage de la semelle 7a de l'élément cylindrique 7 contre le gradin 3 de alésage 2, est remplacée par un manchon 8a pour fournir un faible jeu entre sa face interne et la face externe de cet élément cylindrique. Ce manchon comporte une ou plusieurs perforations 17 pour assurer un libre passage du fluide de freinage entre la chambre de sortie et l'orifice de sortie correspondant. FIG. 3 represents an alternative embodiment of the braking regulator making it possible to limit the maximum outlet pressure. For this purpose, the ring 8 for clamping the sole 7a of the cylindrical element 7 against the step 3 of bore 2, is replaced by a sleeve 8a to provide a small clearance between its internal face and the external face of this cylindrical element. . This sleeve has one or more perforations 17 to ensure free passage of the brake fluid between the outlet chamber and the corresponding outlet orifice.

Selon une variante de réalisation possible, ce manchon 8a peut être fourni par le bouchon de fermeture de l'alésage. Sur cette figure, selon une variante de construction, les surfaces d'appui du siège et de son clapet sont des surfaces côniques. According to a possible alternative embodiment, this sleeve 8a can be provided by the closure plug of the bore. In this figure, according to a construction variant, the bearing surfaces of the seat and of its valve are conical surfaces.

L'invention n'est pas limitée à un régulateur de freinage dans lequel la force de réaction antagoniste F est variable, mais s'applique à un limiteur de pression dans lequel cette force a une valeur fixe prédéterminée, telle que celle fournie par un ressort précontraint ; elle test pas limitée, également, par la forme des éléments tels que le clapet et son siège, la structure rigide moulée dans l'élément cylindrique à paroi déformable. The invention is not limited to a braking regulator in which the opposing reaction force F is variable, but applies to a pressure relief valve in which this force has a predetermined fixed value, such as that provided by a spring prestressed; it is not limited, also, by the shape of the elements such as the valve and its seat, the rigid structure molded in the cylindrical element with a deformable wall.

Le corps du régulateur de freinage peut comporter deux dispositifs identiques opérant en parallèle lorsque ce régulateur est destiné à un véhicule équipé d'un système double de freinage.  The body of the brake regulator may include two identical devices operating in parallel when this regulator is intended for a vehicle equipped with a double braking system.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1. Régulateur de freinage pour véhicule, comprenant un corps (1), dans lequel une chambre d'entrée (11) et une chambre de sortie (12) communiquent entre elles par l'orifice central (7c) d'un siège de clapet (7b), traversé par un piston à clapet (5) soumis à une force de réaction antagoniste (F), caractérisé en ce que ces chambres d'entrée et de sortie sont disposées coaxialement dans le corps (1) et en ce que la paroi cylindrique commune (7) séparant ces deux chambres est une paroi élastique (7) déformable radialement. 1. Brake regulator for a vehicle, comprising a body (1), in which an inlet chamber (11) and an outlet chamber (12) communicate with one another through the central orifice (7c) of a valve seat (7b), traversed by a valve piston (5) subjected to an opposing reaction force (F), characterized in that these inlet and outlet chambers are arranged coaxially in the body (1) and in that the common cylindrical wall (7) separating these two chambers is an elastic wall (7) radially deformable. 2. Régulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (1) est traversé par un alésage à gradin (2) qui est obturé à l'une de ses extrémités par un bouchon de fermeture (4) et dans cet alésage est disposé axialement un piston à clapet (5) et un élément cylindrique creux (7) élastiquement déformable radialement comportant une semelle d'appui (7a) sur le gradin (3) de l'alésage et un siège de clapet (7b) pour former les chambres d'entrée (11) et de sortie (12) lesquelles sont reliées respectivement à des orifices d'entrée (9) et desortie (10). 2. Regulator according to claim 1, characterized in that the body (1) is crossed by a stepped bore (2) which is closed at one of its ends by a closure plug (4) and in this bore is axially arranged a valve piston (5) and a radially elastically deformable hollow cylindrical element (7) comprising a bearing base (7a) on the step (3) of the bore and a valve seat (7b) to form the inlet (11) and outlet (12) chambers which are respectively connected to inlet (9) and outlet (10) orifices. 3, Régulateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément cylindrique creux (7) comporte une structure rigide (7d, 7e, 7f) pour éviter le déplacement longitudinal du siège de clapet (7b). 3, Regulator according to claim 2, characterized in that the hollow cylindrical element (7) has a rigid structure (7d, 7e, 7f) to avoid longitudinal displacement of the valve seat (7b). 4. Régulateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la semelle (7a) de l'élément cylindrique creux est maintenu en appui sur le gradin (3) de l'alésage (2) par un élément annulaire (8). 4. Regulator according to claim 3, characterized in that the sole (7a) of the hollow cylindrical element is held in abutment on the step (3) of the bore (2) by an annular element (8). 5. Régulateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément annulaire est un manchon (8a) muni de perforation (17). 5. Regulator according to claim 4, characterized in that the annular element is a sleeve (8a) provided with perforation (17). 6. Régulateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ce manchon (8a) est fourni par le bouchon de fermeture (4) de l'alésage (2).  6. Regulator according to claim 5, characterized in that this sleeve (8a) is provided by the closure plug (4) of the bore (2).