Brevet FR2118129A1 — publié le 19720728

La présente invention concerne les amplificateurs hydrauliques et vise plus particulièrement les dispositifs amplificateurs de freinage qui comportent des moyens de transmission de poussée mécaniques qui peuvent être actionnés en cas de défaillance de pression de 5 fluide. Malgré les nombreux perfectionnements intervenus dans la technique des freins, on doit néanmoins être conscient que la fraction de seconde nécessaire pour que le conducteur d'un véhicule réfléchisse et réagisse face à un accident potentiel peut être la différente 10 entre une collision effective et une collision évitée. Cependant, une réaction en une fraction de seconde n'est pas d'un grand secours si le mécanisme de freinage présente une résistance excessive aux efforts de freinage du conducteur, en d'autres termes si la réaction en une fraction de seconde du conducteur est retardée par suite de 15 la résistance interne présentée par le mécanisme de freinage. Cette résistance interne des systèmes de freinage actuels qui s'oppose à la transmission de la force d'application des freins, exercée par le conducteur, aux freins du véhicule, en cas de défaillance de la pression du fluide est en conséquence un inconvénient grave. 20 La présente invention a pour objet un. amplificateur hydraulique qui évite cet inconvénient. Cet amplificateur hydraulique comporte un corps dans lequel est prévu un alésage, un orifice d'entrée dans ledit corps communiquant avec ledit alésage et susceptible d'être raccordé à une source de fluide sous pression, un piston mon-25 té coulissant dans l'alésage et soumis à certains moments à ladite pression de fluide et des moyens de commande actionnés par un opérateur pour commander le déplacement dudit piston vers une première extrémité dudit alésage sous l'influence du fluide sous pression, ces moyens comportant également un mécanisme non-assisté permettant 30 à un opérateur de commander le déplacement du piston vers ladite première extrémité de l'alésage. Ledit dispositif amplificateur comprend également des moyens de rappel du piston qui comportent des moyens de commande soumis à ladite pression de fluide de façon à solliciter le piston vers l'autre extrémité de l'alésage lorsque 35 ladite entrée est raccordée à une source de fluide sous pression et à empêcher lesdits moyens de rappel de solliciter le piston dans la direction précitée en cas d'absence de pression du fluide à ladite entrée afin de permettre à l'opérateur de déplacer alors le piston plus rapidement vers ladite première extrémité de l'alésage. 40 II apparaît clairement que l'amplificateur hydraulique selon 71 45251 2 2118129 l'invention comporte une transmission de poussée, généralement mécanique, à laquelle les moyens de rappel du piston de l'amplificateur n'opposent aucune résistance en cas de défaillance de la pression de fluide. En conséquence, le mécanisme de freinage est susceptible 5 d'une application directe rapide, pour arrêter le véhicule dans le cas où la pression de fluide vient à manquer. les caractéristiques ci-dessus ainsi que d'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre considérée à la lumière des dessins 1o annexés dans lesquels : La Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un amplificateur de freinage réalisé selon les enseignements de l'invention, La Figure 2 est une coupe partielle agrandie de la Figure 1 montrant des détails de certains éléments du mécanisme de rappel 1 5 du piston. Le mécanisme d'application des freins de la Figure 1 est généralement appelé dans la technique des freins de véhicules un amplificateur hydraulique de freinage. Il comporte un corps 10 muni d'un orifice d'entrée 12 qui est destiné à être raccordé à une source de 20 pression de fluide appropriée (non représentée) et ion orifice de sortie 14 destiné à être raccordé à un réservoir d'un type approprié (non représenté). Une collerette 16 faisant partie intégrante du corps 10 est munie de tenons 18 permettant de fixer le corps à un emplacement approprié d'un véhicule.Le circuit hydraulique dans 25 lequel l'amplificateur est utilisé est bien connu des techniciens et n'a pas besoin d'être plus longuement décrit. Le boîtier 10 comporte un alésage ou chambre 20 dans laquelle un piston 22 est monté coulissant. L'alésage 20 est fermé à une extrémité par un flasque 24 s'étendant radialement vers l'intérieur 30 et venu de moulage avec le corps. Un organe de fermeture 26 est introduit de façon amovible à l'intérieur de l'autre extrémité de l'alésage 20 de façon à fermer complètement la chambre ou alésage et y retenir le fluide sous pression. Lbrgane de fermeture 26 est maintenu en position par une bague élastique ou circlip 28 engagé 35 dans une rainure 30 de l'alésage 20. En retirant l'organe de fermeture 26, il est ainsi possible d'extraire le piston 22 et ses pièces constitutives. Une tige de transmission de poussée 32 a une de ses extrémités reçue dans un évidement 34 du piston 22. L'autre extrémité de la tige 32 fait saillie à l'extérieur de l'alésage à 40 travers une ouverture étanche 36 de l'organe de fermeture 26 de- 71 45251 3 2118129 façon à être opérativement reliée à un maître cylindre de frein (non représenté) d'une façon bien connue des spécialistes. Le piston 22 comporte un évidement ou cavité annulaire 38 située entre des plages 40 et 42. L'évidement 38 communique constamment 5 avec l'orifice d'entrée 12, quelque soit l'emplacement du piston 22 lors de son coulissement dans l'alésage 20. Un joint d'étanchéité 41 s'oppose au passage du fluide de la cavité 38 vers l'extrémité droite de l'alésage 20. Le piston est sollicité vers l'extrémité droite de l'alésage, en considérant la Figure 1, par des moyens de 10 rappel du piston qui comprennent un ressort 39 et la plage 42 ; cette dernière est montée coulissante sur le piston 22. La plage ou bague glissante 42 est munie de gorges 44, 46, ouvertes sur des faces opposées qui logent respectivement des joints 48 et 50 de façon à assurer l'étanchéité de 1'évidement 38 par rapport à la chambre 52 15 située à l'extrémité gauche du piston et en communication avec l'orifice de sortie 14. La course sur le piston de la plage 42 est limitée vers la gauche (en considérant le dessin) par une bague élastique ou circlip 54 montée dans une gorge 46 du piston. Une bague élastique ou circlip 58 est montée dans une gorge 60 de l'alé-20 sage 20 du piston pour limiter vers la droite la course de la plage 42 sous l'action du ressort 39 disposé entre la plage 42 et l'organe de fermeture 26. La surface hydraulique efficace de la bague glissante 42 comprise entre le diamètre "A" du piston et le diamètre interne "B" de la bague 42 engendre une force suffisante, lorsque 1'évidement 25 38 est relié à la source de pression de fluide, pour surmonter la résistance du ressort 39. La pression de fluide, admise par l'orifice d'entrée 12 dans 1'évidement 38 agit également sur la plage fixe 40, mais étant donné que les surfaces des plages 40 et 42 exposées à la pression du fluide dans 1'évidement 38 sont égales,- il en ré-30 suite que la force hydraulique résultante agissante sur le piston 22 est sensiblement nulle. Cependant le ressort de rappel 39 crée une force dirigée vers la droite d'importance suffisante pour maintenir le piston 22 appliqué contre le flasque 24 qui sert de butée d'arrêt. Lors du freinage assisté, c'est-à-dire lorsque la pression 35 de fluide est disponible, la bague glissante 42 est maintenue en butée contre la bague élastique 54 et il ne se produit aucun déplacement relatif de la bague glissante 42 et de la bague élastique 54. En conséquence, dans cette situation, les moyens de rappel du piston qui comportent le ressort derappel 39, agissent de la façon ha-40 bituelle et sollicitait le piston vers sa position en butée contre 71 45251 4 2118129 le flasque 24 à l'extrémité droite de l'alésage, en considérant la Figure 1 . En cas d'absence de pression du fluide dans 1'évidement ou cavité 38, le ressort de rappel 39 déplace la bague coulissante 42 5 jusqu'à ce qu'elle vienne en butée contre la bague élastique fixe 58. Dans cette position de la bague ou plage 42, le ressort de rappel cesse d'agir sur la bague 54 et en conséquence sur le piston 22 ce qui a pour effet de supprimer la force de rappel élastique agissant sur ce dernier. En cas de défaillance de la source de fluide 10 sous pression, aucune force élastique de rappel ne s'oppose, lors du freinage non-assisté, à la force d'application exercée sur la pédale de frein par le conducteur. Ceci permet un déplacement plus rapide de la pédale de frein et en conséquence une décélération améliorée du véhicule. De même, lors du freinage non-assisté, la force 15 résultante d'application des freins obtenue à la tige 32 est plus grande. le déplacement du piston vers l'extrémité gauche de l'alésage, en considérant la Figure 1, est effectué par l'intermédiaire de moyens commandés par le conducteur ces moyens comportant un mécanis-20 me de valve 64 et des moyens de transmission de poussée 66 reliés au piston 22 d'une manière que l'on décrira en détail ci-après. L'expression "transmission de poussée" signifie qu'il s'agit d'un amplificateur hydraulique de freinage dans lequel le piston peut être déplacé par la force appliquée par le conducteur en cas de 25 défaillance de la pression de fluide dans le circuit. Le mécanisme de valve 64 est disposé à l'intérieur d'une cavité centrale principale en gradin 68 du piston 22 et commande la communication entre 1'évidement 38, qui est en communication de façon continue avec l'entrée 12 et l'extrémité droite de l'alésage 22 qui définit avec 30 le piston 20 une chambre 70. Le mécanisme de valve 64 commande également la communication entre la chambre 70 et la chambre 52, cette dernière étant en communication de façon continue avec l'orifice de sortie 14. Un élément de valve 72 est monté coulissant dans une cavité soumise à la pression de fluide 73 formée dans la cavité 35 centrale principale de sorte qu'une extrémité de l'élément 72 est sollicitée en appui contre un élément formant siège 74 de façon à couper la communication entre l'entrée 12 et la chambre 70. Un ressort 76 sollicite l'élément 72 en butée contre l'élément 74. L'autre extrémité de l'élément de valve 72 est guidée dans une 40 partie de plus petit diamètre 78 de la cavité centrale 68. L'élément 71 45251 5 2118129 de valve 72 comporte une gorge annulaire 80 et un passage central 82 qui font communiquer la chambre 70 avec la sortie 14, par l'intermédiaire d'un passage 83 prévu dans le piston 22.Une chambre 77 est formée dans la cavité centrale en gradin 68 par la partie de 5 diamètre réduit 78 et son étanchéité vis-à-vis de la gorge annulaire 80 est assurée par un joint 84. Un joint d'étanchéité 86 s'oppose à la communication de fluide entre la gorge annulaire 80 et la cavité 73 dans laquelle le ressort 76 est logé. La pression de fluide régnant dans la chambre 77 est la même que celle qui existe dans la 10 chambre 70. Cette pression est la pression de réaction qui agit sur l'élément de valve 72 à 1*encontre de la force appliquée par le conducteur par l'intermédiaire de l'organe de poussée 90. La chambre 77 formée dans la cavité centrale par la partie de diamètre réduit 78 communique constamment avec la chambre 70 par un passage 108. 15 La chambre 77 est appelée d'une façon appropriée, chambre de réaction étant donné que la pression existant dans cette chambre agit sur la surface efficace de l'élément de valve 72, telle que délimitée par la partie de plus petit diamètre 78, s'opposant à la force appliquée par le conducteur par l'intermédiaire de l'organe de poussée 90. 20 Un élément de valve 88 est porté par l'organe de poussée 90 et est disposé coaxialement par rapport à l'élément de valve 72 de façon à appliquer une partie formant siège sur la partie sphérique 92 de l'élément de valve précité 72. Afin de permettre au dispositif de supporter les forces de freinage importantes exercées par l'inter-25 médiaire de l'organe de poussée 90 relié à une pédale de frein (non représentée) par un organe de liaison 94, lors des freinages non-assistés, un manchon de poussée 96 est vissé à l'élément 90. Une collerette 98 s'étend radialement à partir du corps 100 du manchon de poussée 96. Le corps 100 est disposé concentriquement par rapport 30 aux éléments de valve 72 et 88 et fait saillie axialement par rapport à l'élément de valve 88 pour venir en position d'entraînement en appui contre l'élément formant siège 74, en cas de défaillance de la source de fluide sous pression. Un ressort 102 est monté entre la collerette 98 et l'élément formant siège 74 pour solliciter l'organe 35 de poussée 90 vers la droite en considérant la Figure 1. Ceci a pour effet d'écarter l'élément de valve 88 de la partie sphérique 92 de l'élément de valve 72 de sorte que la chambre 70 communique avec la chambre 52 par les passages 82 et 83. La cavité centrale principale en gradin 68 du piston est filetée 40 à sa partie de plus grand diamètre 104 pour recevoir un écrou 106 nMHBiyr- 71 45251 6 2118129 qui maintient les moyens actionnés par le conducteur, lesquels comportent le mécanisme de valve 64 et les moyens de transmission de poussée 66, dans leur position d'assemblage à l'intérieur de la cavité centrale principale du piston. Gomme on le voit sur la Figure 5 1, au cours d'un freinage normal assisté, c'est-à-dire utilisant la pression de fluide, l'application d'une force de freinage à l'élément de poussée 90 amène l'élément 88 en butée contre la partie sphérique 92 de l'élément de valve 72 de façon à soulever ce dernier de son siège pour admettre le fluide sous pression dans la chambre 70. 10 Cependant, en cas de défaillance, de la source de fluide sous pression, la poursuite du déplacement de l'élément de poussée 90 sollicite le corps 100 du manchon 96 en butée contre l'élément formant siège 74 qui supporte alors l'effort de freinage du conducteur pour le transmettre au piston 22 de façon à faire avancer ce dernier 1 5 vers la gauche, en considérant la Figure 1. Pour facilite^ le déplacement du piston vers l'extrémité gauche de l'alésage, comme on l'a déjà indiqué ci-dessus, lorsque le freinage n'est pas assisté, c'est-à-dire en cas de défaillance de la pression de fluide, le piston comporte un passage 108 qui fait 20 communiquer la chambre 70 et la chambre 52 de façon à permettre un libre écoulement du fluide entre ces chambres, à partir de la chambre 52. Un clapet anti-retour 110 permet seulement un libre écoulement du fluide dans une direction, de la chambre 52 à la chambre 70 mais s'oppose à l'écoulement en sens inverse. 25 L'amplificateur de freinage qui vient d'être décrit fonctionne de la façon suivante : Si l'on suppose qu'il n'y a pas de fluide sous pression dans la cavité 38 et que l'amplificateur de freinage se trouve dans l'état représenté sur la Figure 1, le piston 22 et les moyens actionnés 30 par le conducteur se trouvent dans les positions relatives représentées, le piston étant positionné à l'extrémité droite de l'alésage en appui contre le flasque 24 et l'organe de poussée 90 sollicité vers la droite sous l'action du ressort 102 de sorte que l'élément de valve 88 est écarté de la partie sphérique 92 de l'élément de 35 valve 72, établissant ainsi la communication entre les chambres 70 et 52 par les passages 82 et 83. A ce moment, l'élément de valve 72 est appliqué sur le siège 74, fermant ainsi la communication entre la cavité 73 et la chambre 70. On remarquera, en se reportant à la Figure 1, que la plage mobile 42 est sollicitée par le ressort 39 40 en appui sur la bague élastique 58 disposée dans la paroi de l'_alésage 71 45251 7 2118129 20. Il existe un espace S' entre la bague élastique 54 et la plage 42. Naturellement, le ressort de rappel du maître-cylindre (non représenté) agit sur le piston 22 par l'intermédiaire de la tige 32 pour maintenir le piston dans sa position représentée. 5 Si, en cas d'absence de pression de fluide dans la cavité 38, qu'elle soit due à une rupture de la conduite alimentant l'entrée 12 ou à toute autre cause, le conducteur désire appliquer les freins, il pousse l'organe de poussée 90 vers la gauche, en considérant la Figure t, comprimant le ressort 102, puis faisant venir le corps 10 100 en appui contre l'élément formant siège 74. Cette action fait avancer le piston vers la gauche, transmettant ainsi une force d'entraînement au piston du maître-cylindre (non représenté) par l'intermédiaire de la tige 32, d'une façon bien connue des spécialistes. Le clapet anti-retour 110 laisse le fluide s'écouler de la 15 chambre 52 à la chambre 70 lors du déplacement vers la gauche du piston 22, au cours de la manoeuvre de transmission mécanique de poussée du conducteur. On remarquera que le ressort 39 ne produit dans ce cas aucun effet de résistance au déplacement du piston vers la gauche, étant donné que la plage 42 n'est pas en appui contre la 20 bague élastique 54 et que la force du ressort 39 n'agit pas sur le piston. Ceci peut être vu sur la Figure 1 en considérant l'espace S'. Si l'on suppose, dans un cas d'application différent, que la cavité 38 est soumise à une pression de fluide, les différents élé-25 ments de l'amplification de freinage se trouvent dans la position représentée à la Figure 1, sauf en os qui concerne la plage mobile 42, qui est alors en appui contre la bague élastique 54, comme montré sur la Figure 2. Il existe alors un espace S" entre la plage 42 et la bague élastique 58. Lorsque la cavité 38 est soumise à la 30 pression de fluide, la plage 42 est constamment en appui contre la bague élastique 54 et le ressort 39 agit sur le piston 22 par l'intermédiaire de la plage 42 pour solliciter le piston 22 vers l'extrémité droite de l'alésage, comme représenté smr la Figure 1. Pour appliquer les freins, lorsque le fluide sous pression est 35 disponible dans la cavité 38, on déplace l'organe de poussée 90 vers la gauche, en considérant la Figure 1 , ce qui a pour effet tout d'abord d'amener l'élément de valve 88 en appui sur l'élément sphérique 92 pour interrompre la communication entre les chambres 52 et 70. La poursuite du déplacement de l'organe 90 dégage l'élément 92 40 de l'élément formant siège 74 de façon à mettre la chambre 70 en 71 45251 g 2118129 communication avec l'orifice de fluide sous pression par l'intermédiaire de la cavité 73. La pression de fluide agissant dans la chambre 7C déplace le piston 22 et la tige 32 vers la gauche ce qui actionne le piston du maître-cylindre auquel la tige 32 est 5 raccordée, d'une façon bien connue des spécialistes. La poursuite de l'application d'une force à l'organe de poussée 90 a pour effet d'entraîner la poursuite du déplacement du piston vers la gauche de façon à actionner le piston du maître-cylindre comme indiqué précédemment. La pression de réaction agissant dans la chambre 77 10 et sur l'extrémité de l'élément 72 oppose une résistance à la force exercée par le conducteur sur l'organe de poussée 90. On doit noter que le déplacement du piston vers la gauche, sous l'effet de la pression de fluide agissant dans la chambre 70, se fait toujours à 1'encontre de la force du ressort de rappel 39 étant donné que la 15 pression régnant dans la cavité 38 maintient la plage 42 en appui contre la bague 54. Cependant, comme déjà indiqué, ceci n'est pas le cas lorsque le piston est déplacé mécaniquement par l'action de transmission mécanique de poussée du conducteur. Dans ce dernier cas, la plage 42 est en contact avec la bague élastique 58 et écar-20 tée de la bague élastique 54, comme on le voit sur la Figure 2. Dans cette situation, le ressort 39 n'offre aucune résistance au déplacement du piston. 71 45251 9 2118129 REVENDICATIONS 1. Dispositif amplificateur hydraulique comportant un corps dans lequel est prévu un alésage, un orifice d'entrée dans ledit corps communiquant avec ledit alésage et susceptible d'être raccordé à line source de fluide sous pression, un piston monté coulissant 5 dans l'alésage et soumis à certains moments à ladite pression de fluide et des moyens de commande actionnés par un opérateur pour commander le déplacement dudit piston vers une première extrémité dudit alésage sous l'influence du fluide sous pression, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande comportent un mécanisme non-10 assisté permettant à un opérateur de commander le déplacement du piston vers ladite première extrémité de l'alésage, et.des moyens de rappel du piston qui comportent des moyens de commande soumis à ladite pression de fluide de façon à solliciter le piston vers l'autre extrémité de l'alésage lorsque ladite entrée est raccordée 1 5 à une source de fluide sous pression et à empêcher lesdits moyens de rappel de solliciter le piston dans la direction précitée en cas d'absence de pression de fluide à ladite entrée afin de permettre à l'opérateur de déplacer alors le piston plus rapidement vers ladite première extrémité de l'alésage. 20 2. Dispositif amplificateur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande des moyens de rappel du piston comportent une plage mobile portée par le piston précité, ladite plage étant soumise à ladite pression de fluide, un ressort de rappel agissant sur ladite plage en opposition à la force de 25 pression à laquelle ladite plage est soumise, une butée sur le piston contre laquelle la pression de fluide sollicite ladite plage et une butée prévue dans ledit alésage contre laquelle ladite plage est sollicitée par le ressort de rappel. 3. Dispositif amplificateur hydraulique selon la revendication 30 2, caractérisé en ce que ladite plage mobile définit avec une plage fixe formée sur le piston un évidement qui est constamment en communication avec l'orifice d'entrée précité. 4. Dispositif amplificateur hydraulique selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte en outre 35 un orifice de sortie, ledit piston divisant ledit alésage en deux chambres disposées respectivement à ladite première extrémité de l'alésage et à l'autre extrémité de l'alésage, ledit orifice de sortie communiquant avec la chambre située à ladite première extrémité. 71 45251 2118129 5. Dispositif amplificateur hydraulique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le piston comporte un passage communiquant avec ses extrémités opposées et un clapet anti-retour disposé dans ledit passage de façon à faciliter le déplacement du piston vers 5 ladite première extrémité de l'alésage lorsque le piston est déplacé directement par l'opérateur. 6. Dispositif amplificateur hydraulique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens précités actionnés par l'opérateur comportent un mécanisme de valve pour 10 faire communiquer l'entrée précitée avec ladite autre extrémité de l'alésage et des moyens de transmission mécanique de poussée pour commander les déplacements du piston. 7. Dispositif amplificateur hydraulique selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens précités actionnés par l'opéra- 15 teur sont logés dans le piston précité. 8. Dispositif amplificateur hydraulique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le mécanisme de valve précité et les moyens de transmission de poussée sont coaxiaux au piston précité.