Brevet FR2107824A1 — publié le 19720512

l'invention se rapporte à un amplificateur hydraulique de freinage comportant un dispositif produisant une réaction élastique. Dans les véhicules à freins assistés, la tige de commande actionnée par le conducteur doit rencontrer une force de résistance pro-5 portionnelle à la force d'application des freins engendrée par l'amplificateur, de façon à donner une "impression" de freinage convenable au conducteur du véhicule. De nombreux systèmes d'assistance de freinage à dépression existants emploient le dispositif de réaction constitué par un disque en caoutchouc décrit dans le brevet américain 10 N° 3,110,031 au nom de la demanderesse et qui sera considéré ici comme faisant partie de l'état de la technique. Le dispositif décrit dans le brevet précité ne fournit presqu'aucune force de réaction au conducteur du véhicule, jusqu'à ce qu'une force d'application suffisante pour surmonter l'a force des ressorts de rappel des freins soit 15 appliquée à la tige de commande. Cependant, une fois que la force appliquée à la tige de commande a atteint un tel niveau, la force de réaction s'opposant au déplacement de la tige de commande est directement proportionnelle à la force appliquée par le conducteur du véhicule à la tige de commande. Les moyens produisant une réaction, 20 utilisés dans les amplificateurs hydrauliques de freinage actuels, fournissent une force de réaction qui est directement proportionnelle à la pression de fluide régnant dans l'amplificateur. L'invention propose un amplificateur hydraulique de freinage fournissant une force de réaction similaire à celle obtenue dans les 25 systèmes d'assistance de freinage à dépression. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel : La Figure 1 est une vue en coupe d'un amplificateur de freinage 30 réalisé conformément aux enseignements de la présente invention ; La Figure 2 représente, sous forme d'un graphique, la relation entre la force d'application de la pédale de frein et la force de réaction fournie à la tige de commande de l'amplificateur. On a représenté, sur le dessin, un amplificateur de freinage 10 35 qui comporte un corps 12 dans lequel est réalisé un alésage 14. Un piston 16 peut se déplacer dans l'alésage 14 et divise ce dernier en une première chambre 18 et une seconde chambre 20. Une paire de joints annulaires 22, 24 assurent l'étanchéité entre le piston 16 et la paroi de l'alésage 14. La partie de la surface circonférentielle 40 du piston 16 située entre les joints 22 et 24 est en retrait par COPY 71 33028 2 2107824 rapport à la paroi de l'alésage 14 et définit ainsi entre les deux joints 22,24 une chambre annulaire 26. Un orifice d'admission 28 relie la chambre 26 à une source de fluide sous pression (non représentée). Un orifice d'évacuation 30 relie la chambre 20 à un réservoir cj de fluide (non représenté). Un compartiment allongé 32 est prévu à 1'intérieur du piston 16. Le compartiment 32 comporte uneppartie de plus grand diamètre 34, une partie de diamètre intermédiaire 36 et une partie de plus faible diamètre 38. Un épaulement 40 est formé entre les parties 36 et 38 et 10 un élément obturateur annulaire 42 ferme l'extrémité de la partie de plus grand diamètre 34. Un siège de valve 46 est maintenu en butée contre l'épaulemant 40. L'une des extrémités d'un plongeur 48 est montée coulissante dans la partie de plus faible diamètre 38, et un clapet sphérique 50 est appuyé sur l'autre extrémité du plongeur 48. 15 Un ressort 52 sollicite élastiquement la bille 50 sur le siège de valve 46 de façon à s'opposer à l'écoulement du fluide entre les parties 36 et 34 du compartiment 32. Un passage 54 pour le fluide fait communiquer la partie de plus grand diamètre 34 avec la chambre 18. La partie de plus petit diamètre 38 communique également avec la 20 chambre 18 par l'intermédiaire de passages 58 et 60. Un élément de réaction en caoutchouc 62 et sa pièce d'appui 64 coulissent dans la chambre 20 portés par l'extrémité du piston 16. Une tige 66 relie 1'élément d'appui 64 à un maître-cylindre automoteur de type standard (non représenté) monté à gauche du corps 12 de 25 l'amplificateur (en considérant la Figure). Un ressort de rappel 68 sollicite élastiquement le piston 16 vers la droite de la Figure 1, c'est-à-dire vers la position de relâchement des freins. L'extrémité du piston 16, voisine du disque de réaction 62, est en forme de cuvette de façon à présenter un bord annulaire 70, qui est en butée 30 contre la partie périphérique extérieure du disque 62, et un évide-ment 72 dans lequel un plongeur de réaction 74 est monté coulissant, de façon à être sensible à la cimpression du disque 62. Une série de perçages 76 répartis circonférentiellement dans le piston 1 6 mettent l'évidement 72 en communication avec un autre compartiment 35 78 situé à l'autre extrémité du piston 16. Le compartiment 78 est formé entre l'obturateur annulaire 42 et un élément de fermeture annulaire 80. Des goupilles.82 s'étendent à l'intérieur de chacun des perçages 76 et transmettent les forces entre le plongeur de réaction 74 et une bague de réaction 84 qui est montée coulissante dans le 40 compartiment 78. . 71 33028 ? 2107824 la mise en oeuvre de l'amplificateur de freinage 10 est commandée par des moyens actionnés par le conducteur, désignés dans leur ensemble par la référence 86. les moyens 86 actionnés par le conducteur comprennent une tige 88 dont une extrémité est reliée à la pédale de 5 frein habituelle (non représentée) montée dans la cabine du conducteur. L'autre extrémité de la tige 88 est logée dans une douille 90 qui est montée coulissante dans le corps 12. l'une des extrémités d'un manchon 92, monté coulissant dans l'élément de fermeture annulaire 80, est en butée contre l'extrémité de la douille 90. l'autre 10 extrémité du manchon 92 est en butée contre la bague de réaction 84. Deux bagues 94, 96 sont montées coulissantes à l'intérieur du manchon 92. Un boulon 98 est vissé dans la bague 94 et fait saillie à travers l'autre bague 96. Un ressort 100 sollicite élastiquement la bague 96 contre la tête située à l'extrémité du boulon 98. Un élément de com-15 mande de valve 102 est monté coulissant dans l'obturateur annulaire 42 et traverse la bague de réaction 84. l'une des extrémités de l'élément de commande de valve 102 est adaptée pour venir en butée contre la bille sphérique 50 et écarter celle-ci du siège de valve 46 lorsque le frein est actionné, l'autre extrémité de l'élément 102 venant 20 s'appliquer en butée contre la bague 96. l'élément de commande de valve 102 comporte un passage intérieur 104 qui met normalement en communication la partie de plus grand diamètre 34 du compartiment 32 avec le compartiment 78, lorsque les freins du véhicule sont relâchés. Un ressort 106 sollicite élastiquement l'élément 102 vers la droite 25 de la Figure 1, c'est-à-dire vers la position de relâchement des freins. la Figure 1 représente les positions relatives des divers éléments de l'amplificateur de freinage 10, lorsque les freins du véhicule sont relâchés. Dans cette position, la chambre 18 est reliée 30 à l'orifice d'évacuation 30 par l'intermédiaire des passages 56 et 104, la chambre 78, les passages 76 et la chambre 20. Un fluide sous une pression relativement élevée est introduit dans la partie 36 du compartiment 32 par l'orifice d'admission 28, la chambre annulaire 26 et la passage 54. lorsque le conducteur du véhicule applique les 35 freins, la tige de commande 88 se déplace vers la gauche de la Figure 1. le ressort 100 ayant une résistance suffisante pour maintenir la b-ague 96 en butée contre la tête du boulon 98, le déplacement de la tige 88 vers la gauche a pour effet de déplacer le manchon 92, la bague 84 et l'élément de commande de valve 102 vers la gauche, l'ex-40 trémité de l'élément de commande de valve 102 vient tout d'abord en 71 33023 * 2107824 contact avec la bille sphérique 50 ce qui a pour effet d'interrompre l'écoulement de fluide entre les chambres 18 et 20, par suite de la fermeture du passage 104. La poursuite du déplacement de l'élément de commande de valve vers la gauche provoque le soulèvement de la 5 bille 50 de son siège 46, ce qui permet au fluide sous pression élevée de s'écouler entre les parties 36 et 34 du compartiment 32. Ce fluide sous pression est introduit dans la chambre 18 par le passage 56. Le fluide sous forte pression dans la chambre 18 agit sur l'extrémité du piston 16 et le sollicite vers la gauche de la Figure 1. 10 Le déplacement du piston 16 est transmis au mâître-cylindre, déjà mentionné, par la tige 66 ce qui a pour effet d'appliquer les freins du véhicule. Le piston 16 se déplaçant vers la gauche, le bord annulaire 64 comprime progressivement la partie annulaire extérieure du disque de réaction 62, au fur et à mesure du déplacement du pis-15 ton 16 et du disque 62 vers la gauche de la Figure 1. La compression de la partie annulaire externe du disque 62 amène la partie centrale du disque 62 à prendre la position représentée en trait interrompu sur la Figure 1. Ce renflement de la partie centrale du disque 62 exerce une force sur le plongeur de réaction 74, qui est transmise 20 à la tige 88 par les goupilles 82, la bague de réaction 84, le manchon 92 et la douille 90. Le disque 62 étant progressivement comprimé par le piston 16, au cours du déplacement vers la gauche de ce dernier, la force de réaction transmise à la tige 88 est proportionnelle à cette compression. 25 Lorsque les freins sont appliqués, le fluide sous pression éle vée qui se trouve dans la chambre 18 pénètre également dans la partie de plus faible diamètre 38 du compartiment 32 par les passages de fluide 58 et 60. Le fluide présent dans la partie de plus faible diamètre 38 agit sur l'extrémité du plongeur 48 et sur la bille 50, 30 sollicitant qânsi le plongeur 48 et la bille 50 vers la droite de la Figure 1 . La pression de fluide dans la partie 34 du compartiment 32 agit également sur les surfaces s'étendant latéralement de l'élément 102. Ces forces combinées sont transmises à la tige 88 par l'intermédiaire de l'élément de commande de valve 102, la bague 96 et la 35 douille 90, fournissant ainsi une force de réaction hydraulique à la tige 88. Etant donné que le piston 16 doit se déplacer sur une distance relativment courte, avant que le sisque 62 soit comprimé suffisamment pour créer une force de réaction, la force de réaction hydraulique transmise par le plongeur 48 et la bille 50 et la forcer 40 dés ressorts 52 et .106 sont les seules forces de réaction ressenties 71 33028 5 2107824 par le conducteur du véhicule lorsqu'il applique légèrement les freins du véhicule. La ligne A-B sur la Figure 2 représenté la force nécessaire pour surmonter la force des ressorts 52 et 106. La ligne B-C sur la Figure 2, représente la force de réaction hydraulique exercée 5 sur la tige 88. Lorsque le piston 16 se déplace davantage vers la gauche de la Figure 1 , comprimant ainsi progressivement le disque 62 la force de réaction hydraulique transmise par l'intermédiaire du plongeur 48, de la bille 50 et de l'élément 102 s'ajoute à la force mécanique de réaction transmise à la tige 88 par l'intermédiaire e 10 des goupilles 82 et de la bague de réaction 84. Cette force de réaction est représentée par la ligne C-D sur la Figure 2. Lorsque la force résultant de la pression de fluide dans la partie 38 du compartiment 32 agissant sur le plongeur 40, la bille 50 et la tige 102 dépasse la force exercée par le ressort 100, le plongeur 48 et la 15 bille 50 se déplacent vers la droite de la Figure 1, écartant ainsi la bague 96 de la tête du boulon 98 et comprimant le ressort 100. Lorsque ceci se produit, la bille 50 s'appuie à nouveau sur son siège 46 et interrompt la communication de fluide entre la source de pression et la chambre 18. Cette caractéristique garantit que la pression 20 d'amplification dans la chambre 18 ne peut jamais dépasser un niveau maximum prédéterminé. Cette condition est représentée par la partie de la courbe de la Figure 2 s'étendant à droite du point D. Si une défaillance de la source de pression interrompt l'alimentation en fluide de l'admission 28, les freins du véhicule peuvent 25 être appliqués mécaniquement. Lorsque ceci se produit,la douille 90 vient en butée contre l'extrémité de l'élément 80 pour créer une liaison mécanique entre les tiges 88 et 66 par l'intermédiaire du piston .16. 71 33028 6 2107824 REVENDI CATIONS 1. Amplificateur hydraulique de freinage comportant un "boîtier dans l'alésage duquel coulisse un piston de façon à y définir de part et d'autre dudit deux chambres de pression, des moyens formant valve commandés par des moyens actionnés par le conducteur contrôlant la 5 communication entre une desdites chambres et une source de fluide sous pression de façon à solliciter ledit-piston vers l'autre chambre, ledit, amplificateur étant caractérisé en ce qu'il comporte un élément de réaction élastique disposé dans ladite autre chambre et susceptible d'être déformé suivant les déplacements dudit piston dans ladite 10 seconde chambre, un capteur de réaction sensible à une fraction déterminée de la contrainte agissant sur l'élément de réaction et des moyens de transmission de force reliant ledit capteur de réaction auxdits moyens actionnés par le conducteur de façon à s'opposer au déplacement de ces derniers. 15 2. Amplificateur hydraulique de freinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit capteur est un plongeur monté coulissant dans ledit alésage entre une extrémité du piston et l'élément de réaction élastique, et en ce que les moyens actionnés par l'opérateur comportent un manchon monté coulissant dans ledit alésage, 20 lesdits moyens de transmission de force étant constitués par une rondelle coopérant avec ledit manchon et une tige poussoir montée coulissante entre le plongeur et ladite rondelle. 3. Amplificateur hydraulique de freinage selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite extrémité du piston est évasée de 25 façon à présenter une jante faisant saillie autour d'un évidement, ladite jante étant susceptible de déformer ledit élément de réaction et ledit capteur étant monté coulissant dans ledit évidement. 4. Amplificateur hydraulique de freinage selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte d'autres moyens 30 de réaction sensibles à la pression du fluide contenu dans ladite première chambre de façon à s'opposef aux déplacements des moyens actionnés par le conducteur. 5. Amplificateur hydraulique de freinage selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits autres moyens de réaction consistent 35 en une cavité prévue dans ledit boîtier en communication avec une desdites chambres, et une tige-poussoir montée de façon coulissante dans ladite cavité et reliée auxdits moyens actionnés par le conducteur. 6. Amplificateur hydraulique de freinage selon la revendication 71 33028 7 2107824 5, caractérisé en ce qu'il comporte un siège de valve monté dans ledit boîtier et un élément de valve solidaire d'une des extrémités de la tige poussoir conçu pour coopérer avec le siège de valve de façon à contrôler l'alimentation en fluide sous pression dans ladite cham- 5 bre, lesdits moyens actionnés par l'opérateur comportant un autre poussoir coopérant avec ledit élément de valve de façon à dégager ce dernier de son siège. 7. Amplificateur hydraulique de freinage selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite cavité, ledit élément de valve et 10 ledit siège de valve sont montés dans ledit piston et en ce que ledit autre poussoir est également monté coulissant à travers ledit piston.