Brevet FR2168841A1 — publié le 19730907

L'invention a pour objet un amplificateur .commandé par la pression d'un fluide, qui comporte un mécanisme de valve disposé dans le piston , afin de convertir une force mécanique appliquée à son entrée à une force amplifiée produite par sa sortie et vise plus particulièrement un amplificateur de freinage de véhicule raccordé par une liaison mécanique au piston d'un maître cylindre classique. Dans ces derniers amplificateurs, la course du piston de l'amplificateur doit être au moins aussi longue que celle du piston du martre cylindre avec lequel il est raccordé par une tige de transmission de force. L'obtention de la course de piston nécessaire ne pose aucun problème sauf dans les cas où l'alésage dans lequel coulisse le piston de l'amplificateur communique avec une pluralité d'orifices, au minimum trois, disposés axialement le long de l'alésage. Lorsque les orifices sont ainsi disposés axialement, la pratique habituelle dans le passé a été de prévoir sur le piston une rainure ou évidement circonférentiel correspondant à chacun des orifices, la longueur axiale de l'évidement étant déterminée par la course que le piston doit avoir. Etant donné que chacun des orifices d'entrée, de sortie et de transfert doit rester constamment en regard de l'évidement qui lui est associé, pendant le déplacement du piston, il apparait à l'évidence que le piston doit avoir une longueur hors tout plus grande lorsqu'il est raccordé avec trois orifices par exemple que lorsqu'il ntest raccordé qu'à deux orifices. Evidemment, plus le piston est long, plus le corps dans lequel est logé le piston doit etre long pour permettre la course du piston. Compte tenu des conditions d'encombrement qui existent déjà sous le capot des véhicules actuels, l'allongement du corps de l'amplificateur n'est pas une solution pratique. Un objet important de la présente invention est de réaliser un dispositif amplificateur hydraulique évitant les inconvénients précités. Be dispositif amplificateur hydraulique de l'invention est du type comportant un corps muni d'un alésage dans lequel est monté un piston susceptible d'un déplacement alternatif divisant ledit alésage en deux chambres situées aux extrémités respectives du piston,un orifice d'entrée, un orifice de sortie et un orifice de transfert communiquant avec ledit alésage et une valve étant montée coulissante dans ledit piston pour commander l'écoulement de fluide dans lesdites chambres. I1 est caractérisé en ce que ledit piston comprend deux éléments télescopiques chaque élément comportant des évidements circonférentiels qui restent continuellement en communication avec un orifice associé de façon à obtenir ainsi la course maximale du piston pour une longueur donnée de l'alésage. Il résulte des caractéristiques ci-dessus que le piston télescopique du dispositif amplificateur permet d'obtenir une course plus importante du piston pour une longueur donnée de l'alésage, que les amplificateurs connus. 'les caractéristiques ci-dessus ainsi que les autres caractéristiques de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre examinée à la lumière du dessin annexé dans lequel: La Figure 1 est une vue, en partie en coupe, d'un dispositif amplificateur hydraulique réalisé selon l'invention représenté dans un montage dans lequel il est associé à d'autres parties du circuit hydraulique d'un véhicule, qui ont été représentées schématiquement. La Figure 2 est une coupe transversale du dispositif amplificateur selon la ligne 2-2 de la Figure 1. Sur la Figure 1, à laquelle on se référera tout d'abord, la référence 10 désigne un dispositif amplificateur hydraulique monté dans un circuit hydraulique de véhicule, qui comporte une pompe 12 entraînée par un moteur et un mécanisme de direction 14 relié aux roues du véhicule, d'une manière bien connue dans la technique. Be dispositif amplificateur 10, qui peut être appelé d'une façon plus spécifique, dans l'exemple représenté, "amplificateur hydraulique de freinage" comprend un corps 16 comportant un alésage 18. Be corps 16 de l'amplificateur de freinage est muni d'un orifice d'entrée 20, qui est relié à une source hydraulique principale de fluide, constituée par la pompe 12, par un conduit 22.Un conduit 24 raccorde un orifice de transfert 26 prévu dans le corps 1 6 au mécanisme 14 qui dans ce circuit particulier est un mécanisme de direction. Une canalisation de retour 28 ramène le fluide de retour du mécanisme 14 à la pompe 12 afin de le remettre dans le circuit. Un ensemble formant piston 30 est monté de façon à pouvoir effectuer un déplacement alternatif dans l'alésage 18 du corps 16, et divise ledit alésage en deux chambres 32 et 34, situées aux extrémités respectives dudit piston. L'ensemble formant piston 30 comporte un piston proprement dit 35 et un manchon 36 lequel est muni de rainures ou évidements circonférentiels 38 et 40 qui restent respectivement en regard de l'orifice de transfert 26 et de l'orifice d'entrée 20 au cours du déplacement de l'ensemble formant piston dans l'alésage 18. Be piston 35 comporte également une rainure ou un évidement circonférentiel 42 qui est en communication constante avec l'évidement 38 par un passage 44 prévu dans le manchon 36.Une clavette 46, montée dans le manchon 36, fait saillie à l'intérieur de l'évidement 42 de façon à limiter le déploiement longitudinale du manchon et du piston en venant en butée contre une plage 47 du piston 35. Be télescopage du piston 35 à l'intérieur du manchon 36 est limité par la venue en butée d'une plage 48 du piston contre une extrémité 50 du manchon. On remarquera que la rainure 42 reste en communication avec le passage 44 pendant le télescopage du piston dans le manchon. Le piston 35 comporte en outre une rainure circonférentielle 52 entre la plage 48 et une plage 51, cette dernière plage comportant un joint 54 qui empoche les fuites entre les rainures 42 et 52. Comme il est bien connu des spécialistes, les autres plages formées sur le manchon et le piston comportent également des joints appropriés.Cette disposition télescopique du piston 35 dans le manchon 36 offre une très grande souplesse d'adaptation pour la réalisation d'amplificateurs de freinage dans lesquels l'alésage 18 communique avec une pluralité d'orifices disposés axialement, comme dans l'exemple représenté, où l'amplificateur comporte un orifice d'entrée 20 un orifice de sortie 78 et un orifice de transfert 26. Si l'on se reporte à la Figure 1, on constate que pour une course requise donnée du piston, la conception télescopique telle que décrite ici en détail, permet d'utiliser un piston ayant une longueur hors tout inférieure à celle qui est nécessaire pour réaliser le piston de façon à ce qu'il s'adapte aux orifices disposés axialement dans un amplificateur de freinage classique, lorsque le piston proprement dit comporte un évidement circonférentiel pour chaque orifice.Il est évident que la réduction de la longueur du piston permet d'utiliser un corps ayant une longueur hors tout réduite. En utilisant l'ensemble pistonmanchon télescopique la longueur du piston peut être conservée relativement petite, m8me si la course du piston n'est pas modifiée,étant donné que le manchon qui comporte les évidements axiaux 38 et 40 respectivement en regard des orifices 26 et 20 reste stationnaire lors de l'application initiale de la pression de fluide dans la chambre 34, autrement dit puisque le piston 35 coulisse dans le manchon 36 jusqu'à ce que la plage 48 vienne en butée contre l'extrémité 50 du manchon. Après engagement de l'extrémité 50 sur la plage 48, l'ensemble formant piston 30 se déplace comme un tout vers la gauche en considérant la Figure 1. A l'intérieur de la cavité ou évidement central 56 du piston 35 se trouve un mécanisme de valve 58 qui commande le déplacement alternatif du piston 35 afin d'actionner un martre cylindre de freins, non représenté, par l'intermédiaire d'une tige de transmission de force 60 d'une façon bien connue dans la technique. Un ressort 62 est intercalé entre un couvercle d'extrémité 64 et une extrémité du piston 35 pour solliciter ce dernier normalement vers l'extrémité droite de l'alésage, en considérant le dessin. Be mécanisme de valve 58 est du type appelé "à centre ouvert" qui permet à la pompe 12 de faire circuler le fluide librement à travers l'amplificateur de freinage 10 jusqu'au mécanisme de direction lorsque les freins du véhicule ne sont pas appliqués. Dans cet état, le fluide s'écoule à partir de l'orifice 20 jusqu'à l'orifice de transfert 26 en passant par les évidements 40 et 52, un passage radial 53, entre un siège72 et un clapet 68 de la valve, un passage 55,1'évide- ment 42 le passage 44 et l'évidement 38. Be mécanisme de valve comporte un élément de valve tubulaire 66 qui porte à une extrémité un élément sphérique ou clapet 68 susceptible de s'appliquer sur des sièges respectivement 70 et 72, selon que l'amplificateur de freinage est dans la position de relachement des freins (tel que représenté) ou dans la position d'application des freins. Dans ce dernier cas, le clapet 68 est dégagé du siège 70 et appliqué sur le siège 72. Be siège 72 est formé sur une pièce annulaire 69 qui comporte des passages axiaux 71 afin de maintenir l'écoulement du fluide vers ledit mécanisme de direction 14 pendant l'actionnement de l'amplificateur de freinage lorsque le clapet 68 est appliqué sur le siège 72. 'les passages 71 jouent le r8le de conduits de contournement de l'élément de valve 66 lorsque le clapet est appliqué sur le siège 72 pour assurer une alimentation suffisante en fluide du mécanisme 14.Dans la position de l'amplificateur de freinage correspondant à l'application des freins, le conducteur appuie sur l'organe de poussée 74, le sollicitant, ainsi qu' un élément de valve 75, dans la position d'engagement avec le clapet 68. La poursuite du déplacement de l'or- gane de poussée dégage le clapet 68 de son siège 70 et met la chambre 34 en communication avec l'orifice d'entrée 20. Be fluide provenant de l'orifice d'entrée 20 pénètre dans le passage 53, passe entre le siège 70 etle clapet 68 de l'élément de valve 66, et pénètre dans la chambre 34 où il agit sur l'extrémité droite du piston, le sollicitant vers la gauche, en considérant le dessin.Lorsque la force cesse d'etre appliquée à l'organe de poussée 74, un ressort 76 écarte l'élément de valve 75 du clapet 68, mettant ainsi la chambre 34 en communication avec l'orifice de sortie 78 qui relie la chambre 32 à l'entrée de la pompe 12. La communication entre les chambres 32 et 34 se fait par un passage 80 prévu dans l'élément de valve tubulaire 66 et un passage 82 prévu dans un renflement central 83 du piston 35. Un ressort 84 est monté dans la cavité centrale 56 du piston 35 et sollicite l'élément de valve 66 vers la droite, en considérant la Figure 1, de façon à amener le clapet 68 à reposer contre le siège 70, coupant ainsi la communication entre la chambre 34 et l'orifice d'entrée 20. Dans les conditions normales de fonctionnement,la pompe 12, actionnée par un moteur, considérée comme la source principale de fluide, fournit suffisamment de fluide sous pression pour assurer un fonctionnement convenable de l'amplificateur de freinage assisté et du mécanisme de direction séparément ou concuremment. Cependant, si la pompe 1 2 tombe en panne ou ne peut assurer une alimentation convenable en fluide au circuit du véhicule au moment où cela est nécessaire, il en résulte une situation extrêmement dangereuse. L'amplificateur de freinage ou le mécanisme 14, ou les deux, risquent de ne plus pouvoir être actionnés hydrauliquement. Naturellement, les deux mécanismes peuvent être actionnés mécaniquement (mais ceci est quelquefois difficile pour une femme). Pour diminuer le risque d'un manque d'énergie pour assurer le fonctionnement de l'amplificateur de freinage 10, une deuxième source ou source auxiliaire est rendue disponible lorsque le fluide provenant de la première source ou source principale atteint un niveau de débit minimal prédéterminé. La source hydraulique auxiliaire est fournie par une pompe électrique 86 dont la sortie est raccordée par une canalisation 87 et un clapet anti-retour 88 à un orifice d'entrée 89 prévu dans le corps 16. L'orifice d'entrée 89 communique avec l'alésage 18 et les évidements 40 et 52 respectifs du manchon 36 et du piston 35.Un conduit 90 fait communiquer le côté entrée de la pompe 86 avec la chambre 32 du dispositif amplificateur 10. Etant donné que la pompe 86, ou source auxiliaire, doit être actionnée ou mise en service seulement si la source principale a son débit qui tombe à une certaine valeur faible, un dispositif interrupteur 92 sensible au débit est disposé dans la canalisation 28 pour détecter un tel débit faible et actionner la pompe 86. Etant donné que la pompe 86 ne fonctionne que dans des cas d'urgence, comme source auxiliaire ou de secours pour la pompe 12 entraînée par le moteur, afin de fournir du fluide uniquement à l'amplificateur de freinage, la capacité de la pompe 86 est faible par rapport à celle de la pompe 12 et n'est pas suffisante pour que ladite pompe 86 puisse fournir du fluide également au mécanisme de direction. Si l'on se reporte à la Figure 2, on voit que le corps 16 comporte un passage 94 percé de façon à intersecter l'orifice de transfert 26. Un plongeur 96 actionné par la mise en service de ladite deuxième source, est monté coulissant dans ledit passage 94 afin d'interrompre la communication entre le mécanisme de direction 14 et l'alésage 18. Un ressort 98 sollicite le plongeur vers la droite, en considérant la Figure 2, pour permettre un libre écoulement du fluide de l'alésage 18 au mécanisme 14 aussi longtemps que la première source hydraulique ou source principale répond aux exigences en fluide du circuit. Un passage 100 formé dans le corps 16 fait communiquer l'arrière de la soupape d'arrêt ou plongeur 96 avec la sortie de la.pompe 86 par l'intermédiaire d'une canalisation 102. Un bouchon sphérique 104 ferme l'extrémité du perçage 94.Comme montré sur la Figure 1, un raccordement en parallèle 106 pour le fluide et un clapet anti-retour 108 assurent la communication entre l'orifice de transfert 26 et la cavité prévue dans l'alésage adjacente aux évidements 40 et 52 dans un circuit de fluide qui est autrement fermé, par suite de l'action de la soupape d'arr8t 96 qui met hors circuit le mécanisme 14. Be clapet anti-retour 108 a pour effet d'égaliser les pressions entre les cavités formées par les évidements 38 et 40 et l'alésage 18. La pompe électrique 86 est munie de son propre dispositif de dérivation interne, (non représenté), de la sortie à l'entrée de façon à permettre une recirculation du fluide dans le cas où le niveau de pression à la sortie de la pompe atteint une valeur élevée prédéterminée. Be fonctionnement du dispositif qui vient d'entre décrit est le suivant Si l'on suppose que la pompe 12 fonctionne convenablement, c'està-dire que la source principale de fluide a un débit convenable, le fluide circule librement par l'orifice d'entrée, les évidements 40 et 52, le passage 53, 11 espace entre le siège de valve 72 et le clapet sphérique 68, le passage 55, l'évidement 42, le passage 44, l'évide- ment 38, l'orifice de transfert 26, le mécanisme de direction 14 pour revenir à la pompe 12. L t actionnement de l'amplificateur de freinage 10, dans cette condition, a pour effet d'appliquer l'élément de valve 75 sur le clapet sphérique 68, ce qui interrompt en premier lieu la communication entre la chambre 34 et l'orifice de sortie78 qui a lieu par intermédiaire de -l'élément tubulaire 66. La poursuite du déplace ment des organes 74 et 75 dégage le clapet sphérique 68 du siège 70, reliant ainsi la chambre 34 à la source de pression de fluide principale qui communique avec l'orifice d'entrée 20. La poursuite du déplacement des organes 74 et 75 applique le clapet sphérique 68 sur le siège 72. A ce moment, la chambre 34 est soumise à la pleine pression de la source principale, à l'exception de la partie de fluide qui est dérivée par les passages axiaux 71 pour fournir le fluide nécessaire au fonctionnement du mécanisme 14.Ceci provoque le déplacement du piston 35 vers la gauche de sorte que ce dernier agit sur la tige de transmission d'énergie 60 et entratne le fonctionnement du martre cylindre des freins d'une façon bien connue. Be relâchement de la force d'application exercée par 1 organe de poussée 74 ramène l'ensemble formant piston 30 et le mécanisme de valve 58 à la position telle que représentée. Dans le cas où la source principale fournit une alimentation en fluide insuffisante, au moment où l'amplificateur de freinage est actionné, cette insuffisance est détectée par le dispositif 92 sensible au débit, qui actionne la pompe électrique 86. Celle-ci constitue une source auxiliaire de fluide amplement suffisante pour faire fonctionner l'amplificateur de freinage seul. La pompe 86 qui est raccordée à l'orifice d'entrée 89 de l'amplificateur, communique avec les évidements 40 et 52, le passage 53, l'espace entre le siège de valve 72 et le clapet sphérique 68, le passage 55,l'évidement 42 le passage 44, l'évidement 38 et l'orifice de transfert 26. 'les passages et évidements sont les mimes que ceux avec lesquels communique la source principale de fluide.Cependant, la source auxiliaire fournie par la pompe 86 agit également par la conduite 102 et le passage 100 sur la soupape 96 pour couper la communication entre l'orifice de transfert 26 et la sortie de circuit hydraulique du véhicule, y compris le mécanisme de direction 14. Ceci signifie qu'une pompe ayant un débit bien inférieur peut entre utilisée pour la source auxiliaire puisque seulement l'amplificateur de freinage est commandée par la deuxième source, le mécanisme de direction étant exclus du circuit hydraulique.Lors du fonctionnement avec la deuxième source ou source auxiliaire, la circulation du fluide dans l'ensemble formant piston et dans le mécanisme de valve emprunte le circuit de dérivation en parallèle 106 qui relie les évidements 38 et 40 du manchon 36.La manoeuvre de l'amplificateur de freinage est la meme quelle que soit la source utilisée. Que ce soit la source principale de fluide ou la source auxi liaire qui entratne le déplacement de l'ensemble formant piston 30 comprenant le piston 35 et le manchon 36, on remarquera que lors de l'application du fluide sous pression à la chambre 34, par suite de l'actionnement du mécanisme de valve 58, le piston 35 avance vers la gauche, en considérant Figure 1, dans le manchon, jusqu'à ce que la plage 48 vienne buter contre ltextrémité 50 du manchon. A ce moment, cependant, la communication entre les orifices 20 et 26 est toujours maintenue par les évidements 40, 52, les passages 53, 71 et 55 et les évidements 42 et 38. On notera que l'évidement 42 du piston s'est déplacé vers la gauche mais continue à communiquer avec l'évidement 38 par le passage 44. Be piston 35 ayant été ainsi déplacé vers la gauche, comme indiqué ci-dessus, la poursuite de l'application de la pression de fluide à la chambre 34 fait déplacer conjointement le piston 35 et le manchon 36. Comme on le voit sur le dessin de la Figure 1, pendant le déplacement solidaire du piston et du manchon vers la gauche, les évidements 38 et 40 restent respectivement en regard des orifices 26 et 20 pour assurer l'écoulement de fluide de la source principale au mécanisme de direction 14. REVENDICATIONS 1. Mécanisme amplificateur hydraulique comportant un corps muni d'un alésage dans lequel est monté un piston susceptible d'un déplacement alternatif et divisant ledit alésage en deux chambres situées aux extrémités respectives du piston, un orifice d'entrée, un orifice de sortie et un orifice de transfert communiquant avec ledit alésage, et une valve montée coulissante dans ledit piston pour commander 1' écoulement de fluide dans lesdites chambres, caractérisé en ce que ledit piston comprend deux éléments télescopiques, chaque élément comportant des évidements circonférentiels qui restent continuellement en communication avec un orifice associé de façon à obtenir la course maximale du piston pour une longueur donnée de l'alésage. 2. Mécanisme amplificateur hydraulique selon la revendication 1 caractérisé en ce que les deux éléments télescopiques sont constitués par un premier élément monté coulissant dans l'autre élément, ledit premier élément coulissant par rapport à l'autre élément sur une longueur prédéterminée dudit alésage et coulissant ensuite conjointement avec l'autre élément. 3. Mécanisme amplificateur hydraulique selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comporte un ressort relié de façon active aux deux éléments télescopiques précités et sollicitant les éléments vers une extrémité dudit alésage. 4. Mécanisme amplificateur hydraulique selon la revendication 2 et 3 caractérisé en ce que les deux éléments télescopiques précités sont reliés entre eux par un ensemble clavette et rainure qui limite leur déploiement de façon à maintenir ainsi la communiotion entre les évidements associés aux orifices. 5. Mécanisme amplificateur hydraulique selon la revendication 1 caractérisé en ce que la valve précitée est commandée par un opérateur et est disposée concentriquement à l'intérieur du piston. 6. Mécanisme amplificateur hydraulique selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'alésage précité communique avec un autre orifice d'entrée et un autre orifice de sortie, ces dits derniers orifices communiquant respectivement avec les évidements reliés au premier orifice d'entrée et au premier orifice de sortie précités. 7. Mécanisme amplificateur hydraulique selon la revendication 6 caractérisé en ce que les premiers orifices d'entrée et de sortie précités communiquent avec une source principale de fluide sous pression et lesdits autres orifices d'entrée et de sortie communiquent avec une source auxiliaire de fluide sous pression, un détecteur étant placé dans le circuit de la source principale pour mettre en service ladite source auxiliaire lorsque la pression de fluide de la source principale tombe au-dessous d'un niveau prédéterminé. 8. Mécanisme amplificateur hydraulique selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'il comporte une soupape disposée dans l'ori- fice de transfert et commandée par la pression de fluide de ladite auxiliaire de façon à fermer ledit orifice de transfert lorsque la source auxiliaire est mise en service, et un passage muni d'un clapet anti-retour reliant l'évidement associé à l'orifice de transfert et l'évidement associé à l'orifice d'entrée.