Brevet FR2000517A1 — publié le 19690912

ov 00985 1 2000517 La présente invention concerne les dispositifs d'actionnement commandés par une pression de fluide, du type comportant un carter ou boîtier dont l'intérieur est divisé en deux chambres par un organe de division mobile tel qu'un diaphragme ou un piston, ces 5 deux chambres étant reliées, lorsque le dispositif est au repos, à une source de fluide (par exemple d'air) à une pression relativement faible,l'admission du fluide dans la chambre à une pression relativement plus élevée, d'un côté de l'organe de division mobile, afin de provoquer le déplacement de cet organe, étant commandée par 10 une soupape supportée par ledit organe mobile afin de pouvoir se déplacer avec lui, l'actionnement de cette soupape étant commandé par une pédale ou un autre organe de commande actionné par l'opérateur. Un but de l'invention est d'apporter des perfectionnements à 15 la construction de la soupape dans un dispositif d'aetionnement commandé par une pression de fluide du type sus-mentionné. l'invention est matérialisée dans un dispositif d'aetionnement commandé par une pression de fluide comportant un carter ou boîtier divisé par un organe de division mobile en une première et une 20 seconde chambres, cette première chambre étant en communication de façon constante avec une source de fluide à une pression relativement basse, et une soupape portée par cet organe de division mobile et se déplaçant avec lui, afin de faire communiquer sélectivement la seconde chambre avec la première chambre ou avec une seconde 25 source de fluide à une pression relativement plus élevée, cette soupape comportant une chambre fermée à une extrémité par une cloison ou paroi mobile présentant au moins un orifice communiquant avec la source de fluide à une pression relativement plus élevée, tua siège prévu dans cette chambre, des canaux débouchant dans ladite cham-30 bre sur les côtés opposés du. siège et reliant respectivement cette chambre de la soupape à la première et à la seconde chambres du carter, un organe commandé par 11opérateur pouvant agir pour déplacer cette cloison mobile, un premier élément obturateur coopérant avec le siège prévu dans la chambre de la soupape, un second élé-35 ment obturateur destiné à coopérer avec l'orifice prévu dans la cloison mobile et des organes de poussée reliant ces éléments obturateurs, l'agencement étant tel que, lorsque le dispositif d*aetionnement est au repos, le second élément obturateur ferme l'orifice dans la cloison mobile, tandis que le premier élément obtura-40 teur est écarté de son siège, de sorte que la première et la seconde BAD ORIGINAL 30985 2 2000517 chambres du carter conrauniquenijl'une avec l'autre, le déplacement de la cloison mobile sous l'effet de la commande exercée par l'opérateur déplaçant tout d'abord le premier élément obturateur pour l'appliquer sur son siège, afin d'isoler la seconde chambre de la 5 première, un nouveau déplacement de l'organe de commande actionné par l'opérateur provoquant un déplacement relatif entre la cloison mobile et le second élément obturateur, afin d'admettre du fluide à partir de la source, à une pression plus élevée, en direction de la chambre de la soupape et de la seconde chambre du carter du àisposi— 10 tif, pour établir une pression différentielle de part et d'autre de l'organe de division mobile et provoquer ainsi la commande du dispositif. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre 15 l'invention. La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un mode de réalisation de dispositif d'aetionnement commandé par une pression de fluide suivant l'invention. La fig. 2 est une vue en coupe verticale, à plus grande échel-20 le que la fig. 1, de la soupape prévue dans le dispositif d'aetionnement commandé par une pression de fluide visible sur la fig.1• La fig. 3 est une vue en coupe verticale analogue à la fig.2, mais montrant une variante de réalisation de la soupape. La fig. 4 est une vue en coupe analogue à une partie de la 25 fig. 1, montrant les organes par lesquels une résistance peut être exercée sur l'organe de commande actionné par l'opérateur selon une force proportionnelle à la poussée fournie par le dispositif d'aetionnement, afin de permettre à l'opérateur de "sentir" la poussée exercée. 30 La dispositif d*aetionnement commandé par une pression de flui de visible sur la fig. 1 est du type dénommé à équilibrage par dépression? il est destiné à fournir une puissance de servo-commande dans le système de freinage à pression de fluide d'un véhicule, ce dispositif étant étudié de façon à déplacer en service lé piston 35 d'un maître-cylindre fonctionnant par une pression de fluide. Toute fois, l'invention n'est pas limitée aux dispositifs d'aetionnement commandés par une pression de fluide destinés à cette application. Si l'on se reporte à la fig. 1, on voit que le dispositif com-• porte un carter ou boîtier 10 formé de'deux demi-coquilles 11 et 40 12 réunies de façon à constituer un carter sensiblement cylindri- BAD OBIGiNAL o9 30985 3 2000517 que dont l'intérieur est subdivisé en deux chambres séparées 13 et 14 par un diaphragme flexible 15 .fixé en place par rétention d'un rebord périphérique entre des parties serties ou se chevauchant des deux demi-coquilles 11 et 12. La chambre 13 est dénommée ci-5 après "première chambre" ou "chambre à dépression", la chambre 14 étant dénommée "seconde chambre" ou "chambre de travail". lie carter 10 présente un orifice 16 permettant de relier la chambre à dépression 13 à une source de dépression (non représentée), par exemple au collecteur d'échappement du moteur du véhicule, le dia-10 phragme 15 étant sollicité par Tin ressort hélicoïdal 17 monté danB la chambre à dépression 13, qui tend à déplacer ce diaphragme vers la chambre de travail 14» Le diaphragme 15 présente un moyeu central 18 qui est fixé sur lui afin de pouvoir se déplacer avec ce diaphragme. Le moyeu 15 18 comprend un corps 19 placé du côté du diaphragme 15 orienté vers la chambréà dépression et une partie formant manchon 21 disposée sur le côté du diaphragme correspondant à la chambre de travail. Ce manchon 21 du moyeu s'étend axialement à travers la chambre de travail 14 et sort du carter 10 par un orifice 22 mé-20 nagé dans la paroi terminale de la chambre de travail, ledit manchon pouvant coulisser dans l'orifice lors du mouvement du moyeu avec le diaphragme. Un élément ou joint d'étanchéité 23 est prévu pour assurer l'étanchéité aux fluides entre la paroi de l'orifice et la périphérie externe du manchon. L'extrémité du manchon 2t 25 faisant saillie hors de la chambre de travail 14 est ouverte et permet une admission d'air. Une gaine flexible 24 est prévue a-vantageusement à cette extrémité de l'alésage du manchon, line partie au moins de cette gaine étant formée par une gaze métallique ou une autre matière perforée, afin de constituer un filtre à air. L'alé-30 sage du manchon 21 du moyeu présente un épaulement indiqué en 25, afin de ménager une partie d'alésage 26 de plus grand diamètre à l'extrémité externe du manchon et une partie d'alésage 27 de plus petit diamètre à son extrémité interne. Un alésage central 28 prévu dans le corps 19 du moyeu, coaxialement aux alésages 26,27, 35 ®st muni d'une partie de plus grand diamètre à son extrémité débouchant dans l'alésage 27, comme montré en 29» Cet alésage 27 sert au montage à coulissement d'un collet 31 prévu sur une queue 32 dont une extrémité peut coulisser dans l'alésage 28 du corps, ce collet portant sur son bord périphérique un joint d'étanchéité 40 33 coulissant de façon étanche sur la paroi de l'alésage 27, he 8À.D ORIGINAL 69 00985 2000517 collet 31 forme ainsi une paroi terminale ou cloison mobile délimitant une chambre de soupape 30 ménagée par l'alésage 27 et la partie plus large 29 de l'alésage 28 du corps» A son extrémité, la queue 32 présente une cavité pour la ré-5 ception et la rétention d'une manière empêchant tout déplacement axial relatif de l'extrémité en forme de rotule 34 d'une biel-lette 35 qui s'étend axialement à travers le manchon 21 du moyeu, cette biellette 35 pouvant être reliée par une tringlerie convenable (non représentée) à la pédale de frein du véhicule. Un 10 ressort 38 monté entre une butée 37 prévue sur la biellette 35 et l'épaulement 25 de l'alésage du manchon formé par le moyeu sollicite cette biellette et avec elle la queue 32 et le collet 31 vers une position d'effacement correspondant à la condition de repos du dispositif d'aetionnement commandé par une pression de 15 fluide. Des perçages 38 (Fig.2) prévus dans le collet 31 parallèlement à son axe permettent le passage de l'air depuis l'extrémité externe du manchon 21 du moyeu, en direction de la chambre 30 de la soupape. Un perçage ou canal 39 prévu dans le corps 19 20 du moyeu relie la première chambre ou chambre à dépression 13 à la partie de plus grand diamètre 29 de l'alésage du corps, et un perçage ou canal 41 relie la seconde chambre ou chambre de travail 14 à l'extrémité de l'alésage 27 voisine de cette partie de plus grand diamètre 29* Le bord interne d'un épaulement 42 25 prévu à la jonction entre l'alésage 27 et la partie de plus grand diamètre 29 ménage un siège pour un premier élément obturateur constitué par une rondelle annulaire 43» en caoutchouc naturel ou synthétique, en matière plastique ou en une autre matière convenable, entourant la queue 32, la périphérie interne de cette ron-30 delle 43 réalisant 1'étanchéité avec la périphérie externe de la queue. La rondelle annulaire 43 est portée par une bague plate 44 dont elle est solidaire et à partir de laquelle font saillie plusieurs tiges axiales rigides 45 traversant avec un certain jeu les perçages 38 et venant buter contre une autre bague 46 pré-35 vue de l'autre côté du collet 31 • Une bague 47 montée sur la queue 32 au moyen d'une bague fendue sert de butée pour la rondelle annulaire 43, en limitant son mouvement le long de la queue à l'écart du collet 31. Lorsqu'elle vient en contact avec l'épaulement 42, la rondelle 43 isole l'une de l'autre les parties 40 de la chambre de soupape 30 qui sont reliées à la chambre de dé- 69 00985 5 2000517 pression 13 et à la chambre de travail 14 respectivement. La bague 46 porte, sur sa face orientée vers le collet 31, deux joints d'étanchéité coaxiaux espacés 48 et 49? qui peuvent être des joints toriques et qui sont destinés à coopérer avec le 5 collet 31 respectivement à l'extérieur et à l'intérieur (dans le sens radial) de la couronne de perçages 38» la bague 46 et les joints d'étanchéité 48 et 49 constituant ainsi un second élément obturateur empêchant la pénétration d'air dans la chambre de soupape 30, par l'intermédiaire de ces perçages® Un ressort 10 de compression hélicoïdal 51» qui prend appui sur uae bague fendue 52 portée par la biellette 35» sollicite les joints d'étanchéité 48 et 49 vers une position de contact avec le collet et sollicite par ailleurs, par l'intermédiaire des tiges 45, la rondelle annulaire 43 sn direction de la bague 47® 15 Une seconde biellette 53» munie d'une tête 54 fixée dans l'alésage 28 du moyeu 18, traverse un orifice prévu dans la paroi terminale de la chambra :è. dépression 13 afin d®attaquer le piston d'un maître-cylindre à pression de liquide (non représenté) relié aux cylindres servant à commander les freins du véhicule, un 20 joint étanche 55 étant prévu dans est orifice. Quand les freins du véhicule ne sont pas serrés» le dispositif d1aetionnement commandé par une pression de fluide est au repos» La biellette 35 est sollicitée par le ressort 36 vers une position d'effacement, la queue 32 étant maintenu© également par 25 la biellette 35 dans une position dans laquelle la rondelle atam«» laire 43 formant le premier élément obturateur est écartée de son siège, les joints toriques 48,49 formant le sseond élément obturateur étant appliqués sur la face voisine du collet 31 par le ressort 51 » Quand le premier élément obturateur est écarté de 30 son siège, les chambres 13 et- 14 du carter communiquant l'une avec l'autre par l'intermédiaire des perçages 39s41 prévus dans le moyeu et par la chambre de soupape 30, de sorte que le diaphragme est maintenu par le ressort 17 dans la position représentée sur la fig. 1, dans laquelle le volume de la chambre de tra-35 vail 14 est minimum. Le second élément obturateur étant appliqué sur son siège, il empêche l'air de pénétrer dans la chambre de travail 14 par les perçages 38. Quand la pédale de frein est enfoncée pour provoquer la commande des freins s la biellette 35 est déplacée vers l'intérieur du moyeu en antagonisme à la sollicita-40 tion exercée par son ressort. La queue 32 se déplace d'une façon BAD ORIGINAL "0985 2000517 correspondante en entraînant avec elle les éléments obturateurs » Pendant ce mouvement, la rondelle annulaire 43 formant 1© premier élément obturateur est appliquée sur 11 épauleaient 42, afin d'isoler la chambre de travail 14 de la chambre à dépressioa 13» 5 lorsque cette application est réalisée, tout autre mouvement'des bagues 44 et 46 est empêché, de sorte qu'un nouveau déplacement de la biellette 35 provoque le mouvement de la queue 32 par rapport à ces bagues, le collet 31 éts&t alors écarté des joints toriques 48,49» afin de découvrir les perçages axiaux 38 et de 10 permettre à l'air de pénétrer dans la chambre de soupape 30 et ainsi dans la chambre de travail 14#- L'admission d'air dans la chambre de travail 14 a pour conséquence l'établissement d'une pression différentielle sur le diaphragma 15? de sorte que ce dia -jferagme est déformé en antagonisme à la sollicitation élastique 15 exercé sur lui, son mouvement provoquait le déplacement de la seconde biellette 53 de la manière usuelle, pour actionner le maî-tre-cylindre et provoquer le serrage des freins. Quand la pédale de frein est relâchée, la biellette 35 et la queue 32 sont rappelées en arrière par le ressort 36 agissant sur cette biel-20 lette, le ressort 51 agissant sur la bague àe support 46 ramenant les éléments obturateurs à leur position initiale par rapport à la queue et le rappel en arrière de cette queue écartant la rondelle 43 de 1'épaulement 42. Ainsif 18alimentation en air de la chambre de travail 14 est interrompue et la dépression est 25 rétablie dans cette chambre, ce qui permet au diaphragme Î5 de revenir à sa position initiale. Suivant le mode de réalisation d© 18invention décrit ci-avant, la queue 32 peut coulisser à travers la rondelle annulaire 43 formant le premier élément obturâteur0 toutefois, pçur éviter toi 30 frottement qui peut avoir pour conséquence tmo traînée indésirable, le premier élément obturateur peut, sosues montré sur la fig» 3, se présenter sous la forme d'un diaphragme 56 nuni d'une partie externe relativement épaisse fixée sor la bagae 44 et. d'une partie interne flexible plus mince 57 dont la périphérie interne- s'enga-35 ge dans une rainure annulaire 58 prévu® dans; la queue 32@ d® sorte qu'une déforaation de se diaphrags»© s® produit lors du mouve-. ment de la queue par rapport à la parti© exista© du dit diaphragme. Le second élément obturateur peut être formé par une pièce moulé® monobloc comprenant la bague 46 et les joints 48,49, cette piè» 40 ce étant en caoutchouc natursl ou gynthé-tiquea- en matière -■ plastique BAD ORIGINAL 69 00985 7 2000517 ou en une autre matière convenable. Suivant une autre variante encore, le second élément obturateur peut être constitué par une bague 46 se présentant sous la forme d'une pièce moulée en matière plastique, les joints toriques de ce second élément obturateur 5 étant chacun disposés dans des gorges concentriques ménagées dans la face appropriée de cette bague. Avantageusement, des moyens sont prévus pour fournir, lors du freinage, une "sensation" au conducteur, par l'intermédiaire de la pédale de frein. Ce résultat peut être obtenu, par exemple, par 10 l'utilisation d'organes élastiques montés entre la queue 32 de la soupape et la biellette 53 pouvant être actionnée par le diaphragme du dispositif. Suivant une variante, cette "sensation*' peut être obtenue en transmettant la poussée à partir du diaphragme 15 à la biellette 15 53 par l'intermédiaire d'un mécanisme à leviers, qui applique une poussée réactive à la queue 32 et ainsi à la biellette 35. Ainal si l'on se reporte à la fig. 4» on voit que la queue 32 présente un prolongement 32a s*étendant à partir du moyeu 18 et pénétrant dans la chambre à dépression 13» des leviers radiaux 61 coopé-20 rant à leurs extrémités externes avec une bague élastique 62 supportée par un plateau 63 porté lui-même par le moyeu 18, et à leurs extrémités internes avec le prolongement 32a de la queue. Ces leviers attaquent également, entre leurs extrémités, un rebord ou nervurage cylindrique 64 prévu sur un disque 65 fixé sur 25 la biellette 53. lie ressort qui agit pour ramener le diaphragme 15 à sa position initiale et qui a été indiqué en 66 agit par ailleurs sur les leviers 61 au voisinage de leurs extrémités externes. Quand le dispositif d'aetionnement commandé par une pression de fluide est mis en service par la commande de la soupape, la pous-30 sée exercée sur le diaphragme .15 est transmise par le plateau 63 et la bague élastique 62 aux extrémités externes des leviers 61 et ainsi, par l'intermédiaire du disque 65, à la biellette 53, une réaction étant exercée par les extrémités internes des leviers agissant sur la queue 32 et la biellette 35. 35 Les leviers 61 peuvent être remplacés par une rondelle élas tique en forme de cuvette, le principe de cet agencement, qu'il s'agisse de leviers ou d'une rondelle en forme de cuvette, résidant dans le fait que le système de leviers constitué par ces leviers ou par cette rondelle attaque l'organe de division du dispositif 40 dans une zone placée radialement vers l'extérieur, la queue dans. BAD ORIGINAL 69 00985 2000517 zone placée radialement vers l'intérieur et l'organe de poussée qui transmet la poussée du dispositif au maître-cylindre dans une zone située radialement dans une position intermédiaire* Des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisa-5 tion décrits, dans le domaine des équivalences techniques» sans s'écarter de 1 'invention. W ORIGINAL 69 00985 9 2000517 EEVEBBICAÎIOHS t.- Dispositif d*aetionnement commandé par taie pression de fluide, comportant tin carter ou boîtier divisé par un organe de division. mobile en me première et une seconde chambree, la première 5 chambre étant en communication constante avec une source de fluide à une pression relativement faible, et un© soupape porté® par est organe d» division mobile et déplaçable avec lui afin de faire commuai que r sélectivement la seconde chambre avec la première chambre ou avec une secondé source de fluide à me pre s a ioni'Qlat ivement 10 plus élevée, caractérisé en ce que cette soupape comporte une chambre fermée à me extrémité par me cloison mobile munie d'au moins m orifice communiquant avec la source de fluide à us® pression relativement élevée, ua siège prévu dans cette chaabrs d© soupape, des canaux débouchant dans ladite cJiambr© sur les eStés opposés 15 du siège et reliant la chambre respeetivement à la première et à la seconde chambres du carter, tm organe d® commande actionné par l'opérateur, agissant pour déplacer cette cloisoa uobile, m premier élément obturateur coopérant avec 1® siège p-réw dans la chambre de soupape, m second élément obturateur ©oopérant avec 20 l'orifice prévu dans la cloison mobile, et des organes de poussée reliant ces éléments obturateurs, l'agencement étant tel que, lorsque le dispositif est au repos, le second élément obturateur ferae l'orifice prévu dans la cloison mobil®, tandis qu© le premier élément obturateur est écarté d© son siège^ d© sorte que la pre-25 mière et la seconde chambres sont reliées l'un® à 12autre, 1© ecu=> vement de la cloison koMI© sous Xs effet â© la eoiaa&nde assuré® par l'opérateur déplaçant d'abord le premier élément obturateur pour l'appliquer sur son siège afin d'isoler la seconds chambre de la première, m nouveau déplacement de l'organe de eoiamnde aetioa-30 né par l'opérateur provoquant ua mouvement relatif entra cette cloison mobile et le second élénent obturâtes» poiir admettre du fluide, à partir de la source à pression plus élevée, dans la chambre de soupape et dans la seconde chambre &n carter du dispositif, afin d'établir me pression différentielle d© part et d'autre 35 de l'organe de division mobile et de provoquer la eosmaade du dispositif d * aetionnement. 2*- Dispositif d*aetionnement commandé par m© pression de fluide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la cloison mobile obturant une extrémité de la ©hasbre de" soupape est portée 40 par me queue s'étendant à travers cette ehasabr^ de soupape et gui BAD ORIGINAL 69 00985 2000517 dée dans tm alésage s*étendant à partir à© l'autre extrémité de ladite chambre de soupape* 3.- Dispositif d 'aetionnement commandé par une pression de fluide suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le premier 5 élément obturateur comprend im élément d'étanchéité annulaire, le siège avec lequel cet élément coopère étant formé par un épauls-ment prévu dans la chambre de soupape, ledit élément d'étanchéité annulaire étant porté par une bague déplaçable axialement par rapport à le. queue et coopérant de façon étanche avec cette queue par tO son bord interne. 4.- Dispositif d*aetionnement oommmdé par une pression de fluide suivant la revendication 3» caractérisé en es que Ieélément d'étanchéité peut coopérer à coulissaseat avec la queue. 5.-» Dispositif d8actionneront eocaasfJ pas? wt» pression d® 15 fluide suivant la revendication 3, ©aractéa-isé on ce que l'éléaant d'étanchéité comprend uns partie de îliaphragra flexible dont le bord interne ©st engagé dans une rai®»?© ou gorge de la qu#ue* 6.- Dispositif d'aetionnement comaandé par une pression de fluide suivant la revendication 1 » caractérisé esa ce que le second 20 élément obturateur comprend une bague sollicitée vers la face de la cloison mobile qui est extérieure à la chambre de soupape seras l'effet d'un ressort» cette bague portant â@s organes d'étanchéité coopérant avec cette face de la cloisaa mobile. 7«- Dispositif à'aetionnement ooœœm&é par une pression de 25 fluide suivant la revendication 6» caractérisé en ce que les organes d'étanchéité portés par la bagpe comprennent deux joints d'étanchéité coaxiaux disposés de façon à se trouver radiaiament à l'intérieur et à l'extérieur d'une o©OT©sa@ d'orifices prévue dans la cloison mobile. 3© 8.~ Dispositif â'astioaneasnt ©©maaâè par une pression da fluide, comportant vm. pr@isi®r élément obturateur suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5 et ® second élément ©bturateiar suivant la revendication 7, caractérisé en es que la bague de l'isa âe ces éléments obturateurs porte pl^aiews tiges traversant avec 35 un certain jeu les orifices de la cloison Ecfeilo, wfiw de coopérer avec l'autre élément obturateur d» t@H@ ss:rÈ® que 1© déplacement de l'un de ©es éléments obturat&urs par rapport à la queuer en direction de la cloison EobxlQp s8asseB;gÊg3e âa déplaesaent d@ 18autre élément obturateur à l'écart de .'ladite ®loison mobile « 40 9»m Dispositif d8a«ti^mea»Et nemmmââ par une presai©& d© BAD ORIGINAL 69 00985 2000517 fluide suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des organes sont prévus pour transmettre à l'organe de commande actionné par l'opérateur une poussée réactive proportionnelle à la poussée exercée par le dispositif. 5 10.- Dispositif d'aetionnement commandé par une pression de fluide suivant la revendication 9» caractérisé en ce qu'un système de leviers attaqué par l'organe de division dans une zone située radialement vers l'extérieur et attaquant lui-même une queue déplaçable par l'organe de commande actionné par l'opérateur dans 10 une zone située radialement vers l'intérieur est attaqué dans une zone située radialement dans une position intermédiaire par un rebord circulaire prévu sur l'organe de sortie du dispositif, de sorte que la poussée exercée sur l'organe de division par la pression de fluide différentielle régnant dans le dispositif est trans-15 mise à l'organe de sortie par l'intermédiaire du système de leviers une poussée réactive étant appliquée par ce système de leviers à la queue. 11.- Dispositif d'aetionnement commandé par une pression de fluide suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le sys- 20 tème de leviers comprend un certain nombre de leviers radiaux. 12.- Dispositif d*aetionnement commandé par une pression de fluide suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le système de leviers est formé par une rondelle élastique en'euvette. 13.- Dispositif d * aetionnement commandé par une pression de 25 fluide suivant la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce qu'un siège élastique est interposé entre l'organe de division et le système de leviers. 3AD ORIGINAL