Brevet FR2130236A1 — publié le 19721103

la présente invention se rapporte à un amplificateur hydraulique de freinage. Dans tout dispositif de freins assistés commercialement acceptable, une partie de la force de freinage développée dans l'ampli-5 ficateur doit être transmise au conducteur du véhicule, pour lui donner une "impression" de freinage. Tous les freins assistés à vide existants fournissent une réaction à deux niveaux, ou réaction "retardée" en fonction de laquelle seulement une très faible force de réaction est transmise au conducteur de véhicule Jusqu'à ce 10 que la force de freinage développée dans l'amplificateur ait atteint un niveau prédéterminé. Une fois que ce niveau prédéterminé de force de freinage a été atteint, une force de réaction proportionnelle à la force de freinage développée dans l'amplificateur est transmise au conducteur du véhicule. Etant donné que les conducteurs 15 de véhicules ont été habitués à la réaction à deux niveaux, ou retardée, fournie par les freins à vide, il apparaît désirable de prévoir une caractéristique similaire dans les amplificateurs hydrauliques de freinage. En conséquence, l'un des objets importants de la présente 20 invention est la réalisation d'un amplificateur hydraulique de freinage qui transmette au conducteur du véhicule des forces de réaction similaires de celles transmises par les amplificateurs de freinage à vide actuels. L'amplificateur hydraulique géioh^i1-invention comprend un corps 25 dans lequel est formé un alésage communiquant avec une source de fluide sous pression, un piston monté coulissant dans l'alésage et coopérant avec une extrémité du corps pour définir entre eux une chambre de pression, un mécanisme de valve commandant la communication de fluide entre la source de pression et la chambre de 30 pression de façon à déplacer ledit piston, et des moyens actionnés par un opérateur pour commander ledit mécanisme de valve. L'amplificateur hydraulique de l'invention est caractérisé en ce que les-dits moyens actionnés par un opérateur comportent un élément se projetant dans ladite chambre de pression et sensible à la pression 35 cle fluide dans ladite chambre pour transmettre une force de réaction principale à l'opérateur, après qu'un niveau de pression prédéterminé a été atteint dans ladite chambre, l'importance de ladite force de réaction, après que ledit niveau de pression prédéterminé a été atteint, étant sensiblement proportionnelle au niveau de 40 pression dans ladite chambre. 72 08922 2 2130236 D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit et à l'examen du dessin joint, donné uniquement à titre d'exemple, dans lequel : La Figure unique est une vue en coupe d'un amplificateur hy-5 draulique, selon l'invention. A titre d'exemple, l'amplificateur hydraulique décrit ci-dessus est utilisé dans un circuit de freinage d'un véhicule automobile. Sur le dessin, auquel on se référera maintenant, un amplificateur de freinage comporte un corps 12 dans lequel est formé un 10 alésage 14. Un piston, désigné dans son ensemble par la référence 16, est monté coulissant dans l'alésage 14 et coopère avec une extrémité du corps 12 pour définir entre eux une chambre de pression 18. Deux joints d'étanchéité 20 et 22, axialement espacés, portés par par le piston 16, glissent contre la paroi de l'alésage 14* La 15 partie de la surface circonfèrent!elle extérieure du piston 16 comprise entre les joints 20 et 22 est évidée de sorte que cette surface coopère avec la paroi de l'alésage 14 pour définir entre elles une chambre annulaire 24. Un orifice d'entrée 25 fait communiquer la chambre 24 avec une source de fluide hydraulique sous 20 pression (non représentée) appropriée. On notera que le diamètre du piston 16 au niveau du joint 20 est légèrement plus grand qu'il ne l'est au niveau du joint 22. En conséquence, la pression de fluide dans la chambre 24 sollicite le piston 1 6 vers la droite, en considérant la Figure, dans la position de relâchement des freins. Un 25 organe de liaison 26 raccorde l'autre extrémité du piston 16 à un maître-cylindre classique dans l'industrie automobile (non représenté) monté à gauche du corps 12. Le déplacement du piston vers la gauche développe une pression dans le maître-cylindre, de la façon normale, pour actionner les freins du véhicule. 30 Un compartiment à fluide 28 est prévu dans le piston 16 et est mis en communication avec la chambre annulaire 24 par un passage 30. Un filtre annulaire 32 élimine les matières étrangères du fluide s'écoulant dans la chambre 28. Un alésage 34 communique avec une extrémité du compartiment 28 et communique également avec la chambre 35 de pression 18 par l'intermédiaire d'un passage 36. Un mécanisme de valve, désigné dans son ensemble par la référence 38, est logé dans la chambre 28 et comporte une tige de valve 40, montée coulissante dans l'alésage 34, et un clapet sphérique 42 porté par l'autre extrémité de la tige de valve 40. Un ressort 44 sollicite élastique-40 ment le clapet sphérique 42 en appui étanche sur un siège de valve 72 08922 3 2130236 46. L'amplificateur de freinage comporte également une tige de commande actionnée par un opérateur, désignée dans son ensemble par la référence 48, qui est susceptible de solliciter le clapet sphé-5 rique 42 en éloignement du siège 46 lorsque le conducteur du véhicule applique les freins, la tige de commande 48 comporte un élément intérieur 50 et un élément extérieur 52 similaire à un piston. L'élément intérieur 50 comporte un passage intérieur 54 qui fait communiquer la chambre de pression 18 avec une autre chambre annu-10 laire 56 formée à l'intérieur de l'amplificateur entre la surface circonférentielle extérieure de la tige de commande 48 et la paroi du corps 12. L'orifice de sortie 58 fait communiquer la chambre 56 avec un réservoir ou source de basse pression (non représenté). Une extrémité 60 de l'élément intérieur 50 est susceptible de venir en 15 appui étanche sur le clapet sphérique 42, de façon à interrompre la communication entre la chambre de pression 18 et la chambre 56, lorsque les freins sont appliqués, puis à solliciter le clapet sphérique 42 en éloignement du siège 46, pour admettre le fluide sous pression dans la chambre 18. L'autre extrémité de l'élément 20 intérieur 50, qui se projette à l'extérieur du boîtier 12, est raccordée à la pédale de frein habituelle (non représentée) montée dans la cabine du conducteur du véhicule. L'une des extrémités de l'élément extérieur 52 fait saillie dans la chambre de pression 18 et est munie d'une butée 62 qui 25 est élastiquement sollicitée en appui sur la face avant du piston 16, par une rondelle Belleville 64 placée entre la butée 62 et une bague 66 portée par le piston 16. Des moyens de transmission de force, désignés dans leur ensemble par la référence générale 68, raccordent entre eux les éléments intérieur 50 et extérieur 52. 30 Les moyens de transmission de force 68 comportent un évidement 70 tourné vers l'intérieur, prévu dans la surface circonférentielle interne de l'élément extérieur 52, et un évidement correspondant 72, prévu dans la surface circonférentielle externe de l'élément intérieur 50. Une bague de butée 74 est logée dans 1'évidement 72 et 35 fait saillie dans 1'évidement 70. Cependant, étant donné que la longueur axiale de 1'évidement 70 est sensiblement plus importante que celle de la bague 74, un déplacement relatif de l'élément exté-' rieur 52 par rapport à l'élément intérieur 50 est rendu possible, jusqu'à ce que l'extrémité de 1'évidement 70 vienne en butée contre 40 la bague 74. Après quoi, toute force exercée sur l'élément extérieur 72 08922 4 2130236 52 est transmise au conducteur du véhicule, par l'intermédiaire de l'élément intérieur 50 et de la "bague de butée 74, après que l'élément extérieur 52 a été sollicité en appui sur la "bague 74. Un ressort 76 sollicite élastiquement l'élément intérieur 50 vers.la droi-5 te, en considérant la Figure, vers la position de relâchement des freins. l'amplificateur de freinage décrit ci-dessus fonctionne de la façon suivante : l'amplificateur de freinage a été représenté sur la Figure, 10 ses divers éléments étant disposés dans la position qu'ils occupent lorsque les freins du véhicule sont relâchés. Dans cette position, l'extrémité 60 de l'élément intérieur 50 est écartée du clapet sphérique 42 de sorte que la chambre"de pression 18 est en communication avec le réservoir, ou source de basse pression (non repré-15 senté) par le passage 54, la chambre 56 et l'orifice de sortie 58. Le ressort 44 sollicite le clapet sphérique 42 en appui étanche sur le siège 46 pour empêcher que le fluide à haute pression ne soit transmis à la chambre 18. Cependant, étant donné que le diamètre du piston 16 est plus grand au niveau du joint 20 qu'il ne l'est 20 au niveau du joint 22, le fluide sous pression élevée, contenu dans la chambre 24, maintient l'extrémité du piston 16. en appui contre l'extrémité de l'alésage 14 de sorte qu'aucune pression n'est développée dans le maître-cylindre, le passage 36, ïelié à la chambre 18, maintient sensiblement la même pression de repos sur les 25 faces opposées du mécanisme de valve 38, de sorte qu'il n'est nécessaire d'appliquer à ce mécanisme de valve 38 que la force suffisante pour surmonter celle du ressort 44, pour dégager la bille 42 de son siège. Lorsque les freins du véhicule sont appliqués, le conducteur du 30 véhicule sollicite la tige de commande 48 vers la gauche, en considérant la Figure. L'extrémité 60 de l'élément intérieur 50 vient tout d'abord en appui étanche sur le clapet sphérique 42, interrompant ainsi la communication de fluide entre la chambre de pression 18 et l'orifice de sortie 58. Lorsque la tige de commande 48 est 35 déplacée davantage vers la gauche, le clapet sphérique 42 est sollicité en écartement du siège de valve 46, de façon à permettre au fluide à pression élevée, contenu dans la chambre- 28, de passer dans la chambre 18. Le fluide à pression élevée contenu dans la chambre 18, agissant sur la surface d'extrémité du piston 16, le sollicite 40 vers la gauche, en considérant la Figure. Ce déplacement du piston 72 08922 5 2130236 1 6 est transmis au maître-cylindre précédemment mentionné (non représenté) par la tige de liaison 26, pour développer une pression dans ledit maître-cylindre, de la façon habituelle. Etant donné que sensiblement les mêmes pressions sont transmises 5 aux côtés opposés du mécanisme de valve 38, par le passage 36 et l'alésage 34, la seule force demandée du conducteur du véMcule pour actionner l'amplificateur de freinage 10, est la force nécessaire pour vaincre les résistances du ressort 44 et du ressort' de rappel 76. Etant donné que l'extrémité gauche de l'élément extérieur 52 10 est exposée à la pression de fluide de la chambre de pression 18, l'élément extérieur 52 est sollicité vers la droite, lorsque le niveau de pression s'accroît dans la chambre de pression 18. Compte tenu du fait que la surface efficace de l'élément 50 est très inférieure à la surface efficace de l'élément 52, une légère réaction 15 engendrée par l'action de la pression dans la chambre 18 sur l'élément 50 en appui sur la bille 42, est alors ajoutée à la pédale. A ion certain niveau prédéterminé, la force de la pression de fluide qui agit sur l'extrémité de l'élément extérieur 52 devient suffisante pour surmonter la force exercée sur l'élément 52 par la rondel-20 le Belleville 64, qui sollicite ce dernier en appui sur le piston 16. Lorsque ceci se produit, l'élément extérieur 52 s'éloigne du piston 16, vers la droite en considérant la Figure, jusqu'à ce que l'extrémité de 1'évidement 70 vienne en appui sur la bague de butée 74. Lorsque ceci se produit, la force due. à la pression de fluide 25 dans la chambre de pression 18, qui agit sur l'extrémité gauche de l'élément extérieur 52, est transmise au conducteur du véhicule, par l'intermédiaire de la bague de butée 74 et de l'élément intérieur 50. Ensuite, une force de réaction croissante est ressentie par le conducteur du véhicule. Cette force accrue est proportionnel-30 le au niveau de pression de fluide établi dans la chambre de pression 18. Comme décrit ci-dessus, la force de réaction transmise au conducteur du véhicule reste négligeable, jusqu'à ce que le niveau de pression de fluide dans la chambre de pression 18 ait atteint une 35 certaine valeur prédéterminée pour faire fléchir la rondelle Belle-ville 64. Ceci permet à une force de pression de fluide suffisante de s'établir dans la chambre de pression 18 pour développer une force de freinage suffisante dans le maître-cylindre pour surmonter la force des ressorts de rappel des patins des freins du véhicule. 40 Après qu'une force de freinage a été engendrée dans les freins du 72 08922 6 2130236 véhicule, une force de réaction, qui est proportionnelle à la force de freinage développée dans les freins,est transmise au conducteur du véhicule. Naturellement, il est évident qu'une légère force de réaction initiale de valeur quelconque peut être fournie, si néces-5 saire, simplement en augmentant la surface efficace de l'élément intérieur 50 qui est exposé à la pression de fluide dans la chambre de pression 18, par exemple en augmentant le diamètre de l'épaule-ment 78 sur l'élément intérieur 50. La force du fluide ainsi transmise au conducteur du véhicule est alors sensiblement proportionnel-10 le à la surface efficace de l'élément 50 qui est exposée à la pression du fluide dans la chambre de pression 18. 72 08922 7 2130236 KBYETO ICAIIO^S 1. Amplificateur hydraulique comprenant un corps dans lequel est formé un alésage communiquant avec une source de fluide sous pression, un piston monté coulissant dans l'alésage et coopérant avec une extrémité du corps pour définir entre eux une chambre de 5 pression, un mécanisme de valve commandant la communication de fluide entre la source de pression et la chambre de pression de façon à déplacer ledit piston et des moyens actionnés par un opérateur pour commander ledit mécanisme de valve, caractérisé en ce que lesdits moyens actionnés par un opérateur comportent un élément 10 se projetant dans ladite chambre de pression et sensible à la pression de fluide régnant dans ladite chambre de pression pour transmettre une force de réaction principale à l'opérateur, après qu'un niveau de pression prédéterminé a été atteint dans ladite chambre, l'importance de ladite force de réaction, après que ledit 15 niveau de pression prédéterminé a été atteint étant sensiblement proportionnelle au niveau de pression dans ladite chambre. 2. Amplificateur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens actionnés par un opérateur comportent un second élément se projetant dans ladite chambre de pres- 20 sion et transmettant à l'opérateur une force de réaction initiale proportionnelle au niveau de pression dans ladite chambre de pression, ladite force de réaction initiale étant relativement faible par rapport à ladite force de réa&tion. .principale. 3. Amplificateur hydraulique selon l'une quelconque' des 25 revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens commandés par un opérateur comportent deux éléments mobiles l'un par rapport à l'autre, des moyens de transmission de force pour transmettre les forces exercées sur un premier desdits éléments au second desdits éléments, après que ledit premier élément a été 30 amené en appui de coopération avec les moyens de transmission de force, par la pression du fluide dans ladite chambre de pression. 4. Amplificateur hydraulique selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens élastiques sollicitant le premier élément en écartement desdits moyens de transmission de 35 force jusqu'à ce que le niveau de pression dans ladite chambre de pression ait atteint ledit niveau de pression prédéterminé, lesdits moyens élastiques cédant ensuite pour permettre audit premier élément de coopérer avec lesdits moyens de transmission de force. 5. Amplificateur hydraulique selon l'une quelconque des 72 08922 8 2130236 revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les premier et deuxième éléments sont coaxiaux, ledit deuxième élément étant monté coulissant dans ledit premier élément. 6. Amplificateur hydraulique selon la revendication 5, carac-5 térisé en ce que lesdits moyens de transmission de force comportent un évidement formé dans ledit premier élément et une butée portée par le second élément de sorte que le premier élément peut se déplacer par rapport à l'autre jusqu'à ce que l'extrémité de 1*évidement vienne en appui sur la butée. 10 7. Amplificateur hydraulique selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'une extrémité dudit premier élément est exposée à la pression de fluide de ladite chambre de pression, lesdits moyens élastiques sollicitant élasti-quement ledit premier élément pour venir en appui sur le piston, 15 lesdits moyens élastiques cédant lorsque le niveau de pression de fluide dans ladite chambre de pression atteint ledit niveau prédéterminé, pour permettre audit premier élément de s1éloigner du piston. 8. Amplificateur hydraulique selon la revendication 9» carac-20 térisé en ce que lesdits moyens élastiques sont constitués par une rondelle Belleville portée par ledit piston. 9. Amplificateur hydraulique selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que ledit mécanisme de valve est porté par le piston, ledit second élément étant susceptible 25 de coopérer avec ledit mécanisme de valve pour l'actionner. 10. Amplificateur hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit mécanisme de valve comporte une tige de valve montée coulissante dans un alésage ' relié à la chambre de pression de sorte que la même pression de 30 fluide agit sensiblement sur les deux côtés dudit mécanisme de valve.