Dispositif-distributeur de commande de pression La présente invention a pour objet un dispositif-dis- tributeur de commande de pression. Un tel dispositif peut en particulier être monté sur un dispositif de freinage hydraulique, ce dispositif-ditributeur utilisant des signaux d'entrée d'antidérapage pour commander la pression à l'entrée du dispositif de freinage et éliminer toute pos sibilité de dérapage.
I1 a été antérieurement fait un large emploi de servo- distributeurs commandés par des dispositifs électriques à partir l'appareils d'antidérapage. Toutefois, et d'une fa çon générale, la transmission au frein des informations permettant de régler la pression de freinage était, dans les appareils antérieurs, lents dans ses réactions, et n'empêchait pas efficacement le dérapage des roues ni n'assurait l'arrêt sur la plus courte distance possible.
L'invention vise principalement à- réaliser un dispo- sitif-distributeur pour la commande de la pression hy draulique de freinage, à réponse rapide et sensibilité de commande constante aux signaux électriques et ceci pour toutes les valeurs de la pression d'entrée.
Le dispositif-distributeur de commande de pression selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte une canalisation de freinage, une canalisation sous pression et une canalisation de retour à un réservoir, un distri buteur principal qui, dans sa position de repos, coupe toute communication entre ces canalisations, et qui peut se déplacer dans un sens vers une position de pression pour laquelle il met en communication la canalisation sous pression et la canalisation de freinage,
et en sens opposé vers une position de décharge pour laquelle il met en communication la canalisation de freinage et la canali- sation de retour au réservoir, une première chambre de pression ménagée à l'une des extrémités du distribu teur principal et en communication avec la canalisation sous pression, la pression existant dans cette chambre déplaçant le distributeur principal vers sa position de pression, une deuxième chambre de pression ménagée à l'autre extrémité du distributeur principal et en com munication avec la canalisation de freinage,
la pression existant dans cette chambre déplaçant le distributeur principal vers sa position de décharge, un distributeur pilote en communication avec la première chambre de pression et pouvant se déplacer entre une position de fermeture pour laquelle il maintient la pression existant dans la première chambre et une position d'ouverture permettant à la pression de cette première chambre de se décharger dans la canalisation de retour au réservoir, un ressort repoussant normalement le distributeur pilote dans sa position de fermeture, et un dispositif de com mande de l'ouverture de ce distributeur pilote.
Une forme d'exécution du dispositif-distributeur objet de l'invention sera décrite à titre d'exemple, en se réfé rant au dessin annexé, auquel La fig. 1 est un schéma simplifié d'un dispositif de freinage d'un avion dans lequel est utilisé le dispositif- distributeur ; la fig. 2 est une vue schématique en coupe verticale du dispositif-distributeur dont les pièces sont dans la position qu'elles occupent lorsque la pression de freinage est en cours d'augmentation pour atteindre sa valeur maximale;
la fig. 3 est une vue en coupe similaire à celle de la fig. 2, les pièces du dispositif-distributeur étant dans leur position pour laquelle elles maintiennent une pression de freinage réduite ; et la fig. 4 est une vue semblable à celle de la fig. 2, les pièces du dispositif-distributeur étant dans la position qui ramène la pression de freinage à zéro.
En se référant à la fig. 1, un dispositif 1 de freinage et d'antidérapage d'une roue d'avion comporte un réser- vour de fluide 2, contenant un fluide hydraulique et relié à une pompe 3 qui envoie du fluide sous pression à une soupape de freinage 4 commandée par une pédale 5 à la disposition du pilote. La soupape de freinage 4 règle la quantité de fluide sous pression -qui la traverse selon la position de la pédale 5.
Le fluide sous pression est ensuite dirigé vers un servo-distributeur 6 de commande de la pression, ce dispositif distributeur 6 pouvant soit ren voyer le fluide sous pression au réservoir 2 par une con duite 7, soit l'envoyer par une conduite 8 à un dispositif de freinage 9. Une conduite 10 relie la soupape 4 et le résrvoir 2. Un frein 9 agit sur une roue 11 d'avion, la quelle commande un détecteur de dérapage amplificateur 12.
Le signal électrique de sortie de ce détecteur 12 est envoyé par un conducteur 13 au servo-distributeur 6,- dont il constitue le signal d'entrée de commande.
Le servo-distributeur 6 règle la pression hydraulique du fluide qu'il reçoit de la soupape de freinage 4 avant de l'envoyer au frein 9 en réponse aux signaux électriques qu'il reçoit du détecteur de dérapage 12. Ainsi, le. dis tributeur 6 agit comme un distributeur à deux voies et à trois positions et peut, soit réduire la pression de freinage en ouvrant une communication entre le frein et une con duite de retour, soit augmenter cette pression en ouvrant une communication pour la pression d'entrée dans le frein, soit maintenir une pression de freinage donnée en fermant ces deux communications.
Les fig. 2, 3 et 4 illustrent le fonctionnement du servo- distributeur 6. On voit sur la fig. 2 que ce distributeur 6 comprend un corps 15 dans un cylindre A duquel: coulis se un piston pilote et agissant comme distributeur pilote à ouverture variable, et dans un cylindre B duquel cou lisse un piston principal ou de puissance 17 agissant comme distributeur principal ou de puissance à ouver ture variable.
Le piston pilote 16 comporte trois- portées cylindriques solidaires 16a, 16b et 16c, et le piston prin cipal 17 comporte quatre portées cylindriques solidaires 17a, 17b, 17c et 17d. Le piston pilote 16 est maintenu dans la position désirée par la sollicitation d'un ressort hélicoïdal 18 agis sant sur l'extrémité de la portée 16c et par l'action d'une tige 19 d'un solénoïde 20 agissant sur l'extrémité opposée de la portée 16a. Le solénoïde 20 commande les mouve ments du distributeur pilote en faisant déplacer le piston pilote 16.
Un noyau coulissant 21, solidaire de la tige 19; prend à l'intérieur du solénoïde 20 une position détermi née par l'intensité du courant passant dans deux fils con ducteurs de commande 13a. Ces conducteurs 13a sont alimentés en courant électrique -par le détecteur de dé rapage amplificateur 12 de la fig. 1.
En fait, le piston pilote 16 fonctionne comme un dis tributeur à deux orifices. Sa portée médiane 16b réalise un contact coulissant métal sur métal à chacune de ses fins de course pour découvrir soit un orifice 16d sur sa droite, soit un autre orifice 16e sur sa gauche: De même, les portées 17b et 17e du piston 17 coopérant avec les parois du cylindre B d'un côté ou de l'autre d'une cham bre 25 constituent un distributeur à deux orifices, dont les deux côtés ne sont jamais ouverts en même temps:
Le fluide sous pression pénètre dans le distributeur 6 par une conduite d'entrée 22 en communication avec une chambre 23 prévue dans le cylindre B à peu près entre les portées 17c et 17d du piston principal 17. Cette con duite 22 est reliée à la soupape de freinage 4 de la fig. 1. Le fluide sous pression est envoyé vers le frein 9 par la conduite 8 partant d'un orifice de sortie 24 en communi cation avec la chambre 25 prévue dans le cylindre à peu près entre les portées 17b et 17c du piston 17.
Pour assu rer le retour de tout excès indésirable de fluide sous pres sion, il est prévu un orifice de retour 26 en communica tion avec une chambre 27 prévue -dans le cylindre B entre les portées 17a et 17b et par lequel le fluide retour ne dans le réservoir 2 par la conduite 7 de la fig. 1.
Le piston principal 17 est asservi au piston 16. A cet effet, il est prévu plusieurs conduits capillaires réunissant les cylindres A et B dans lesquels se déplacent les pistons 16 et 17. Ainsi, un conduit 28 relie une chambre 29 pré vue dans le cylindre A et capable de recevoir la portée médiane 16b du piston 16, et une chambre 30 ménagée à l'extrémité du cylindre B du côté de la portée d'extré mité 17d du piston 17. Un conduit 31 relie la chambre 23 située entre les portées 17c et 17d du piston 17 et une chambre de filtrage 32 renfermant un filtre à huile 33.
Un conduit 34 relie l'une des extrémités de la chambre de filtrage 32 et une chambre 35 prévue dans le cylindre A entre la portée médiane 16b et la portée d'extrémité 16e du piston 16. Un conduit 36 relie la chambre 27 située entre les portées 17a et 17b du piston 17 et une chambre 37 prévue dans le cylindre A entre la portée d'extrémité 16a et la portée médiane 16b du piston 16.
En vue d'égaliser la pression du fluide sur chacune des extrémités du piston 16, il est prévu un conduit d'équili- brage 3,8 en communication avec le conduit 36 et qui assure l'égalité des pressions opposées s'exerçant sur les extrémités respectives des portées 16a et 16c, ce qui a pour effet d'éliminer toute tendance du piston pilote à se déplacer soit dans un sens, soit dans l'autre, sous l'effet de la= pression du-fluide.-Du fait de l'existence de ce conduit d'équilibrage 38;
la seule force susceptible de déplacer le piston pilote 16 et de régler sa position dans le sens longitudinal est celle fournie par le solénoïde 20. T1 y a -lieu de remarquer que ce solénoïde 20 agit par l'intermédiaire du poussoir 19 à l'encontre de la force antagoniste exercée par le ressort hélicoïdal 1:8.
Sur la fig. 2, le distributeur 6 est représenté à l'état de repos. En- d'autres termes, aucun courant électrique ne passe dans les conducteurs 13a pour venir actionner le solénoïde 20. Dans ce cas, le noyau 21 est à sa posi tion extrême de gauche ou de repos, de sorte que le res sort 18 repousse 1e piston pilote 16 vers la gauche autant qu'il lui est-possible, ce qui ouvre complètement l'orifice 16d et ferme complètement l'orifice 16e.
Si alors un flui de hydraulique sous pression arrive par la conduite d'entrée 22; ce fluide passe par la conduite 31, le filtre à huile 33; le conduit 34, la chambre 35, puis passe dans la chambre 29 et atteint par l'orifice 16d et le conduit 28 la chambre d'extrémité 30 dans laquelle il exerce une pression sur l'extrémité de la portée 17d qui repousse le piston<B>17</B> vers sa position extrême de gauche, comme on le voit sur la fig. 2. Les mouvements décrits se pro duisent presque instantanément dès que la pression du fluide hydraulique est appliquée au distributeur par l'intermédiaire de la conduite 22.
Dès que le piston principal 17 s'est déplacé vers la gauche comme représenté, le fluide sous pression peut passer dans la chambre 25 autour de la portée 17c et atteindre le frein 9 par l'intermédiaire de l'orifice de sor tie 24 et de la conduite 8.
A mesure que la pression reçue par le frein 9 en provenance de l'orifice de sortie 24 augmente pour s'égaliser avec la pression d'entrée dans la conduite 22, cette pression se propage dans un conduit 39 prévu dans le piston 17 entre les portées 17b et 17c puis dans un conduit 40 et atteint une chambre 41 ménagée à l'extrémité du cylindre B du côté de la portée d'extrémité 17a. Ainsi, la pression dans la chambre d'extrémité 41 devient rapidement presque égale à la pression s'exerçant en sens opposé dans la chambre d'extrémité 30; et le piston 17 se trouve en état d'équili- bre puisque les pressions dans la conduite d'entrée 22 et à l'orifice de sortie 24 sont égales.
On remarquera que le seul fluide s'écoulant dans le piston pilote 16 est celui arrivant d'abord par le conduit 31 et l'orifice 16d et pénétrant finalement dans la chambre d'extrémité 30 prévue à l'extrémité de la portée 17d, comme expliqué plus haut.
Les fig. 3 et 4 étant similaires à la fig. 2, les mêmes références numériques y ont été utilisées. La fig. 3 re présente le distributeur 6 lorsque le courant reçu par les conducteurs 13a est suffisament intense pour que le solénoïde 20 puisse repousser son noyau 21 vers la droite et sur environ la moitié de sa course de façon que la por tée 16b du piston 16 se soit déplacée suffisamment pour commencer à réduire l'orifice 16d qui réduit ainsi plus fortement le passage du fluide, et à commencer à ouvrir l'orifice 16e par lequel le fluide pénètre dans la chambre 37 puis, par le conduit 36,
dans la chambre 27 et retourne au réservoir par l'orifice de retour 26 et la conduite 7. D'autre part, la réduction de la pression due à l'ouver ture de la conduite de retour se fait immédiatement sen tir dans la chambre d'extrémité 30 placée sur la droite de la portée 17d de sorte que le piston 17 coulisse immé diatement vers la droite pour se mettre à mi-course comme représenté sur la fig. 3 et emprisonne ainsi au moyen de sa portée 17c la pression d'entrée à l'intérieur du distributeur.
Dès que la pression dans la chambre 41 s'est réduite à la valeur de celle existant dans la chambre 30, les forces agissant sur le piston 17 s'égalisent et ce piston prend la position d'équilibre, ou de repos, dans laquelle il est représenté et interrompt toute circulation dans un sens ou dans l'autre par l'orifice 24, ce qui a pour effet de maintenir la pression préalablement établie au cours du premier stade opératoire. Le déplacement du piston pilote 16 dans sa position médiane, ou de repos, a donc pour effet de maintenir sur le frein 9 la pression qui y a été établie.
La fig. 4 se rapporte au cas où l'intensité a reçue par les conducteurs 13a fait repousser complètement par le solénoïde 20 son noyau 21, ce qui a pour effet de dépla cer le piston 16 vers la droite et sur toute sa course pos sible malgré la force antagoniste du ressort 18, on voit que lorsqu'il en est ainsi, la portée médiane 16b obture l'orifice d'entrée 16d de la chambre 29, ce qui a pour effet d'arrêter complètement la propagation de la pres sion hydraulique par le conduit 28 vers la chambre d'extrémité 30. Toute pression demeurée dans le con duit 28 se propage par l'orifice de retour 16e dans la. chambre 37, le conduit 36, la chambre 27 et l'orifice de retour 26 d'où elle se perd dans le réservoir 2.
Il est donc évident que pour cette position du distributeur, le fluide sous pression arrivant par la conduite 22 ne peut attein dre l'orifice de sortie 24 et, de là, le frein 9 par la con duite 8. Ceci étant, le piston principal 17 se déplace vers la droite et met en communication l'orifice de freinage 24 avec l'orifice de retour 26.
On voit donc que la position du piston pilote 16 qui est déterminée par la solénoïde 20, lequel agit en fonc tion de l'intensité reçue du dispositif d'antidérapage par l'intermédiaire des conducteurs 13a, règle rapidement, efficacement et avec précision la quantité du fluide sous pression arrivant par la conduite 22 qui passe par l'ori fice de sortie ou de freinage 24 pour atteindre le frein. Les orifices 16d et 16e situés respectivement de chaque côté de la chambre 29 sont ouverts ou fermés par la portée médiane 16b du piston 16 et la construction du distributeur est telle que le fluide circule dans ces ori- fices et les nettoie automatiquement.
Le ressort hélicoï dal 18 détermine l'ampleur des déplacements du piston 16, de sorte que les mouvements du solénoïde 20 pro voquent des changements de pression qui sont en fait déterminés par la force antagoniste exercée par ce res sort 18. Le conduit d'équilibrage 38 égalise les pressions exercées par le fluide sur le piston 16, de sorte que les mouvements de ce piston ne sont commandés que par le solénoïde 20 et le ressort 18.
Il est aussi à remarquer que toute variation de la pression dans la conduite d'entrée 22 se propage immé diatement à l'orifice de sortie ou de freinage 24 en raison du déséquilibre qui se produit alors. Comme on l'a déjà indiqué, le piston 17 se met automatiquement dans sa position de repos représentée sur la fig. 3. Il s'ensuit que, lorsque la pression à l'entrée diminue, ce piston est désé quilibré et se déplace vers la droite, établissant ainsi la communication avec l'orifice de retour 26 er permettant à l'excès de pression de s'échapper par celui-ci.
Lors que la pression transmise au frein par l'orifice 24 diminue et devient égale à la pression dans la conduite d'entrée 22, le piston principal 17 revient à sa position de repos, comme indiqué précédemment et, comme on le voit sur la fig. 3, coupe sur cette position la communication entre l'orifice de sortie 24 et l'orifice de retour 26 d'une part et la conduite d'entrée 22 d'autre part. Lorsque la pression dans cette conduite 22 augmente, le contraire se produit. Le piston 17 se déplace alors vers la gauche et permet à la pression du fluide de se propager dans la chambre 25 et â, l'orifice de freinage 24, et ceci jusqu'à ce que la pression sur le frein soit égale à la pression d'entrée, le piston 17 revenant alors à sa position de repos.
On voit par conséquent que, sous la commande de la soupape 4, le distributeur 6 envoie au frein la quan tité appropriée de fluide sous pression en fonction de la pression motrice du fluide qui est déterminée par la posi tion prise par le piston pilote 16 sous l'action du solé noïde 20. De même, le piston 17 coulisse dans un sens ou dans l'autre en fonction des variations commandées de la pression d'entrée dans la conduite 22 de façon à maintenir une pression de sortie en proportion définie à l'orifice de sortie 24 conduisant au frein 9. Tous ces mou vements et toutes ces fluctuations d'accommodation à la pression choisie s'effectuent très rapidement.
La commande de l'ouverture et de la fermeture des orifices 16d et 16e par la portée médiane 16b du piston pilote 16 pour les dimensions et le contact avec cette por tée 16b étant les points critiques du fonctionnement du distributeur, on remarquera que toute l'huile passant par ces orifices est d'abord filtrée dans le filtre 33.
Il est évi dent, d'autre part, que le débit d'huile passant par l'ori fice 16d est minimal ou même presque nul lorsque le solénoïde 20 n'est pas sous tension, comme c'est le cas sur la fig. 2, et que le débit d'huile augmente graduelle ment lorsque le piston 16 se déplace vers la droite sous l'action de ce solénoïde jusqu'à ce que soit atteint un débit d'huile maximal correspondant à la position de la portée médiane 16b pour laquelle cette portée est appro ximativement également écartée de ces orifices, comme c'est le cas sur la fig. 3. Le débit d'huile diminue à nou veau lorsque la portée 16b continue son mouvement vers la droite pour venir obturer l'orifice d'entrée 16d.
De cette façon, le débit d'huile autour du piston pilote est maintenu à un minimum absolu, sauf lorsqu'une varia tion de la pression de commande du frein est nécessaire, cas auquel le débit d'huile devient maximal et assure une prompte réponse du piston principal 17 ouvrant la communication soit avec le frein, soit avec le réservoir. II s'ensuit que, pratiquement, la pleine pression à l'en trée est utilisée pour provoquer les mouvements du pis ton principal. L'expérience a montré que cette disposi tion permet d'exercer une force motrice égale à 8 à 10 fois celle exercée dans les distributeurs de commande de type usuel.
Dans le distributeur décrit, le temps de réponse global du distributeur, c'est-à-dire le total du temps de réponse propre du distributeur, de la durée de la chute de pres sion et de celle de l'établissement général des pressions dans le distributeur, est amélioré aux approches d'un réglage sur une pression inférieure. En- raison de l'inten sité des forces de commande dues à l'utilisation de la pleine section du piston 17 et en raison de la faible valeur de la perte de charge de ce piston, le temps de réponse global de l'ensemble est largement amélioré.
Comme indiqué précédemment, le piston 17 exerce une commande de sensibilité constante pour toutes les pressions à l'entrée, et ceci quelle que soit la position du moment du piston pilote 16. Toutefois, la caracté ristique la plus désirable du distributeur est la commande absolue qu'il exerce sur la pression du fait de sa haute sensibilité aux signaux électriques reçus du dispositif d'antidérapage. Il est à noter à ce sujet que la pression du fluide appliquée au frein est inversement proportion nelle à l'intensité du courant passant dans les conduc teurs 13a,
c'est-à-dire inversement proportionnelle à l'ampleur des mouvements effectués par le solénoïde 20. En variante, cette pression pourrait être rendue directe ment proportionnelle à cette intensité en inversant les communications des conduits 34 et 36 avec les cham bres 35 et 37.