Brevet FR2354907A1 — publié le 19780113

L'invention concerne une installation de frei- nage assistée par puissance extérieure. Dans son domaine le plus large, l'invention concerne une installation de freinage qui comprend un ensemble d'asti servissement et dans laquelle une force motrice appliquée déplace un composant de l'ensemble pour permettre à un fluide hydraulique sous pression, de passer à travers l'ensemble d'asservissement pour actionner les freins, tandis qutune réaction est appliquée au moins en partie par le fluide sous pression sur ce composant et contre la force motrice, cette réaction étant indicative de la puissance assistée appliquée sur les freins. Relus particulièrement, la présente invention concerne une installation de freinage à puissance assistée qui comprend une source de fluide de pression et un ensemble d 'asservisse- ment pour transmettre une force motrice à partir d'une entrée manuelle sur une sortie, ce servo-ensemble comprenant un carter de soupape ayant un orifice d'entrée en communication avec la source de fluide, un orifice de sortie de fluide à haute pression communiquant avec les moyens d'actionnement de freinage, un orifice de sortie de fluide de à basse pression communiquant avec un réservoir à fluide, un piston de travail coulissant axialement dans un cylindre de travail dans le carter et déplaçable dans un sens en direction axiale par cette entrée pour contracter une chambre de travail formée entre le piston et le cylindre et en communication constante avec l'orifice de sortie de fluide à haute pression, un déplacement axial du piston dans l'un des sens provoquant une réaction sur le piston par la pression du fluide contenu dans la chambre, qui établit une résistance au déplacement, cette résistance étant indicatrice de la pression du fluide dans les moyens d'actionnement du freinage.Le servoensemble est alors disposé de telle sorte que, lorsque le piston se trouve dans une position neutre, l'orifice de sortie de fluide à haute pression est en communication avec l'orifice de sortie du fluide à basse pression, et que, au cours du déplacement axial du piston dans un sens à partir de sa position neutre, l'orifice de sortie de fluide à haute pression est fermé dans sa communication avec l'orifice de sortie de fluide à basse pression, et l'orifice d'entrée est ouvert pour la communication avec orifice de sortie de fluide à haute pression. La soupape du servo-ensemble de l'installation de freinage conforme à l'invention, est généralement du type à centre fermé, dans lequel l'orifice d'entrée de pression de fluide est ferez mé lorsque le piston est dans sa position neutre, la source de pression de fluide comprenant habituellement des moyens, tel qu'un accu mulateur, tels que le fluide sous pression est stocké pendant que orifice d'entrée est fermé. Dans ne cas où la soupape du servo-ensemble est du type à centre ouvert, il est prévu un canal dans le carter conduite sant de 11 orifice dtentree de pression de fluide à une communication avec un réservoir, dans la position neutre. L'orifice d'entrée peut entre fermé dans sa communication avec le réservoir pendant le déplacement du piston dans un sens axial, par le piston lui-même fermant le canal en question. La communication entre orifice d'entrée et le réservoir peut être établie par la voie de l'orifice de sortie de fluide à basse pression. Par le terme "fluide" utilisé dans cette des cription, on peut entendre un gaz ou un liquide, de sorte que le servo-ensemble peut être, par exemple, une partie d'un système de freinage assisté commandé pneumatiquement ou hydrauliquement. En outre, le terme manuel" concerne des moyens actionnables autrement qu'à la main, par exemple, par pédale. Le servo-ensemble de l'installation de freinage de l'invention a été mis au point particulièrement en vue de son application à l'installation hydraulique destinée à la commande d'un frein d'un véhicule. Dans une telle application, le servo-ensemble -peut avoir son entrée accouplée à la pédale de freinage et la sortie à haute pression communiquer avec les organes d'actionnement du freinage qui comprennent, généralement, des dispositifs à piston et cylindre à commande individuelle, de sorte que, lorsque la pédale est déplacée pour actionner le freinage, le déplacement axial du piston permet à la pression de fluide provenant de la source de passer de l'entrée vers la sortie à haute pression, tandis que la réaction contre le piston (qui est transmise à travers l'entrée sur la pédale) fournit une résistance qui est indicatrice de la force de freinage appliquée.Une autre résistance au déplacement dans un sens de mouvement axial du piston, peut être causée par une contraction ou une expension d'organes à ressort s'engageant avec le piston de travail. L'installation de freinage ne fournit pas de contr8le t'suiveur" ou contre manuel, dans le cas d'une fuite de pression de fluide dans le système. Comme sécurité on peut prévoir deux servo-ensembles qui sont associés chacun llun avec chacun d'ure système de freinage double, chacun de ces servo-ensembles étant monté dans une conduite de fluide séparée du double système. Dans une réalisation préférée, l'un des servo-ensembles est monté dans une conduite de fluide pour les freins avant dBun véhicule, tandis que l'autre est associé aux freins arrière. Ainsi, dans le cas-d'une fuite dans la conduite des freins avant, il subsiste une pression dans le système pour actionner les freins arrière par une conduite séparée.De préférence, les deux servo-ensembles du double système de freinage communiquent avec une source de pression de fluide com munie. Un avantage important est assuré par association des deux servo-ensembles comme décrit ci-dessus du fait une entrée commune (qui en général est couplée avec la pédale de frein du véhicule) peut être applique pour déplacer sensiblement simulta- nément les pistons des deux s 11 exemple décrit, aux freins avant et aux freins arrière. Suivant une autre réalisation de l'invention, lorsque le fluide est un fluide hydraulique, l'écoulement du fluide, à partir de la source de pression de fluide vers l'orifice d'entrée - de pression, peut avoir lieu à travers une soupape anti-retour, ASn- si, si la pression de fluide manque à la source, ou dans la conduite de fluide entre la source et la soupape anti-retour, la contraction de la chambre de travail par un déplacement manuel du piston axial ment dans le sens en question, peut provoquer un déplacement du fluide de hydraulique sous une pression manuelle suffisante et en un volume suffisant pour actionner les moyens de frein et provoquer le freinage. De préférence, la soupape anti-retour est incorporée dans l'ori- fice d'entrée de pression de fluide lul-mEme. Des exemples de réalisation de l'invention sont décrits ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure i montre une coupe à travers un premier exemple ensemble de servo-soupape à utiliser dans une tallation conforme à l invention, - la figure 2 montre une coupe à travers un autre exemple de servo-ensemble, - la figure 3 montre une autre forme de disposi- tion de servo-ensemble pour système de freinage qui comprend deux servo-ensembles contrôlés par un système le leviers à partir d'une entrée communes - la figure 4 est une vue en coupe partielle montrant comment l'un ou l'autre des servo-ensembles montrés dans les figures 1 et 2 peut entre adapté pour strie du type à centre ouvert0 Dans la suite, les éléments similaires dans chaque figure sont pourvus des mimes références numériques. Le servo-ensemble de la figure 1 comprend un carter de soupape 1, entierement contenu dans un piston de travail 2 déplaçable axialement dans un cylindre de travail 3i Le piston 2 présente un alésage axial 4 qui, dans la position neutre du piston, est en communication, à une extrémité, avec un orifice de sortie de basse pression 5 (à travers un logement 6a dans le piston et un logement 6b dans le cylindre 3, ce logement 6t étant en communica- tion permanente avec l'orifice 53. A son autre extrémité, le passage 4 est ouvert vers une extension relativement large du diamètre du cylindre 3 qui forme une chambre 8 renfermant un ressort hélicoï- dal 9 aligné axialement avec le piston 2.Le ressort 9 est maintenu entre une plaque annulaire de support 10 (qui est maintenue coaxiale- ment sur l' extrémité du piston 2 par le ressort 9 coulissant axiale- ment dans la chambre 8, et dont le diamètre est intermédiaire entre celui du piston 2 et celui de la chambre 8) et une plaque d'extrémi- té il qui est scellée en 12, comme une paroi du carter. La chambre de travail 8 est en communication permanente, par un passage 13, avec un orifice de sortie à haute pression 14. Ainsi, lorsque le piston est dans sa position neutre, l'orifice de sortie à haute pression 14 est en communication avec l'orifice de sortie à basse pression 5. Un orifice entrée de pression de fluide 15 est prévu entre l'orifice de sortie à basse pression 5 et l'orifice de sortie à haute pression 14, et il communique avec le cylindre de travail 3. Le servo-ensemble montré est du type à centre berme c' eat-à-dire que, lorsque le piston est dans sa position neutre, l'ori- fice d'entre 15 est fermé par le piston dans sa communication avec à la fois l'orifice de sortie 5 et 11 orifice de sortie 14. Un piston de commande 17 est monté dans le carter 1 et est adapté pour Stre déplacé axialement sous l'effet un mouvement d'une pédale de freinage (non représentée). Ce piston 17 est mobile axialement dans le carter pour transmettre et appliquer une force motrice sur le piston 2. Dans ce but, le piston de commande 17 est aligné axialement avec le piston 2 et il bute contre une extrémité du piston 2 dans une chambre 7 qui est en communication constante avec l'orifice 5. Une telle transmission dune force motrice a pour effet de déplacer le piston 2 axialement contre la réaetion du ressort 9 dans une certaine direction pour fermer la communication entre les logements 6a et 6b et fermer ainsi la communication entre l'orifice de sortie à haute pression 14 et l'orifice à basse pression 5.Dès que le logement 6a est fermé par rapport au logement 6b, la suite du déplacement du piston 2 dans le meme sens ouvre le logement 6a vers l'orifice d'entrée de pression de fluide 15. Le fluide hydraulique provenant-de la source de pression (un accumulateur, non représenté) peut maintenant passer, par l'inteszee diaire de l'orifice d'entrée 15, du logement Qa, de l1alésage 4 et de la chambre 8, vers l'orifice de sortie à haute pression 140 Dans le système de freinage, l'orifice de sortie 5 communique avec un réservoir hydraulique.L'orifice de sortie 14 communique, à travers des conduites de pression avec des disposi- tifs à piston et cylindre individuels, qui, lorsqu'ils sont actionnés, actionnent les freins de la manière traditionnelle. L'orifice d'entrée 15 communique avec la sortie de l'accumulateur hydraulique. En conséquence, lorsque les orifices 14 et 15 sont en communication, et sont fermés tous les deux dans leur communication avec l'orifice 5 le freinage est effectué, et le degré de puissance de freinage immédiat prévu dépendra de la quantité dont l'orifice d'entrée 15 sera ouvert par rapport au logement 6a. Si le piston de travail est alors maintenu dans une position, la grandeur de la pression appliquée aux freins croitra graduellement Jusqutà un maximum. La grandeur de l'ouverture entre le logement 6a et orifice d'entrée 15 détermine, en conséquence, la vitesse avec laquelle la force de freinage appliquée aux freins atteint son maximum. Une suppression de la force motrice appliquée à partir du piston 2 permet au ressort 9 de se détendre et de ramener le piston 2 dans sa position neutre. La communication entre l'orifice d'entrée 15 et l'orifice de sortie à haute pression 14, est alors fermée et ce dernier ouvre à nouveau la communication avec l'orifice de sortie à basse pression 5. La pression de fluide qui s'est établie dans les conduites de freinage et dans la chambre de travail 8 est supprimée à mesure que le fluide s'échappe de la chambre 8, à travers l'orifice de sortie à basse pression 5 vers le réservoir hydrauld- que et les freins sont reltchés. Une compression du ressort 9 au cours du déplacement axial du piston 2 dans la direction indiquée, provoque une réaction dans le sens opposé, en m8me temps qutune réaction appliquée sur le piston en sens opposé comme résultat de la pression de fluide dans la chambre 8 agissant sur l'extrémité du piston dans cette chambre. Cette double réaction indique à l'opérateur l'importance de la force de freinage appliquée. On voit, d'après la figure 1, que le fluide dans la chambre 8 peut écouler sur le pourtour de la plaque de support 10 et la réaction sur le déplacement axial du piston dans la direction en question est assurée en- partie par la compression du ressort 9, et en partie par la pression du fluide sur une petite surface sensiblement égale à la surface de l'extrémité du piston 2. De telles petites surfaces de réaction sont généralement nécessaires en raison des pressions élevées de fonctionnement du système de freinage. Dans une variante de l'exemple de la figure 1, on peut prévoir une soupape de non-retour 18 (indiquée en pointillé) introduite dans le système de freinage par vissage sur 1' orifice d'entrée de pression de fluide 15. Ainsi, les freins peuvent être partiellement appliqués, même Si la source de pression de fluide est défaillante, par compression du fluide dans la chambre 9 et, par conséquent, dans les conduites de freins, par déplacement du piston de travail 2. Dans l'exemple représenté dans la figure 2, le fonctionnement du servo-ensemble est similaire de celui décrit avec référence à la figure 1. En effet, dans la condition neutre du piston de travail 2, l'orifice d'entrée de pression de fluide 15 est fermé par le piston dans sa communication avec la conduite 4, et il y a communication entre les dispositifs d'actionnement des freins et le réservoir de fluide, à travers l'orifice de sortie à haute pression 14, la chambre de travail 8 l'alésage 4, le logement 6a dans le piston 2, le logement 6b dans le cylindre et l'orifice de sortie à basse pression 5. Cependant, dans cet exemple de réalisation, le piston de travail 2 est axialement prolongé pour sortir du carter de soupape 1, et il est lui-meme accouplé à une pédale de freinage (non représentée). Lorsque la pédale est déplacée pour appliquer les freins, une force motrice est appliquée sur le piston 2, provoquant son déplacement dans une direction jusqu'à ce que du fluide sous pression s'écoule à travers l'orifice 15, l'alésage 4 et la chambre de travail 8, vers l'orifice de sortie à haute pres- sion 14 pour actionner les freins. La chambre de travail 8, dans l'exemple de la figure 2, est relativement plus petite que la chambre 7 et cette dernière contient le ressort hélicordal monté entre une paroi d'extrémité 21 du carter et une plaque de fermeture 10a. Le ressort 9 et la plaque de fermeture 10a sont juxtaposés en alignement axial avec le piston de travail 2. La plaque 10a est maintenue par la sollicitation du ressort 9 contre un épaulement 2a du piston 2 et, dans la position neutre du piston, elle est maintenue contre des butées 19 fixées au carter de soupape 1. La pression de fluide établie dans la chambre 8 en raison de l'application du freinage, provoque une réaction contre la force motrice de déplacement, laquelle, en commun avec la compression du ressort 9 donne une indication de la pression de fluide dans les conduites de freins. La figure 3 montre comment, en réalité, les deux servo-ensembles chacun du type décrit ci-dessus avec référence à la figure 1, peuvent être associés avec chacun une partie du système double de freinage Dans cet exemple, les deux orifices d'entrée 15 sont connectés à la source de pression de fluide, gënérale- ment au moyen de conduites de fluide indépendantes, et les deux orifices de sortie 5 sont connectés au réservoir. Cependant, un orifice de sortie 14 est connecté par une conduite à un Jeu de dispositifs dtactionnement de freins, tandis que l'autre orifice de sortie 14' est connecté par une autre conduite à un autre jeu de dispositifs d'actionnement de freins.L'un de ces jeux de dispositifs peut bure, par exemple, pour les roues avant d'un véhicule et l'autre Jeu de dispositifs est pour les roues arrière. Les pistons de commande 17a et 17b des deux servo-ensembles sont accouplés à pivotement ensemble par une pièce de pont 24 qui est elle-m & e accouplée à pivotement à un prolongement axial réglable 23 de la pédale de freinage (non représentée)0 I1 est parfois désirable de prévoir des forces de freinage différen- tes pour les deux systèmes de freinage.Un moyen simple pour cela est de disposer le prolongement 23 pour qu'il s'engage avec la pièce de pont 24 hors de son centre entre les deux pistons 17a et 17b. La pièce de pont constitue ainsi un levier tel que la force de freinage produite sur les freins d'un système (en conséquence par exemple du déplacement du piston 17a) soit Xlus grande que celle qui est produite simtiltanément sur les freins de l'autre système (en conséquence, par exemple du déplacement du piston 17b) dans un rapport égal à celui des distances A et B. La figure 4 montre une variante d'une partie du carter de soupape I, dans la région du cylindre de travail 3 de chacun des servo-ensembles des figures 1 et 2. Dans cette modifiea- tion, le logement 6a dans le piston 2 a été étendu axialement, de sorte que, dans sa position neutre, il y ait communication à travers le servo-ensemble, entre l'orifice d'entrée 15 et l'orifice de sortie à basse pression 5, par le logement 6b. Avec cette extension du logement 6a, le servo-ensemble est adapté pour une ouverture trale, et la puissance de fluide sera habituellement dérivée direc- tement d'une pompe à marche continue. Dans la position neutre, la pression de fluide provenant de l'orifice d'entrée 15 est en communication avec l'ori- fice de sortie à haute pression 14, ainsi qu'avec l'orifice de sortie à basse pression 5. Lorsqu'une force motrice est appliquée sur le piston 2, la communication entre les logements 6a et 6b est restrein te, parce que l'entrée de fluide de pression dans le logement 6a est augmentée et les freins sont appliqués. Lorsque la communication entre les logements 6a et 6b est complètement fermée, la pression appliquée aux moyens de freinage est accrue à un maximum Lorsque la force motrice est réduite, la pression appliquée dans les moyens de freinage sera réduite dès que la communication entre les logements 6a et 6b sera suffisamment grande Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de ra1ieatiio,. sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I CÂT ION S 1.- Installation de freinage assistée qui com- prend une source de pression de fluide et un servo-ensemble pour transmettre une force motrice à partir d'ulle impulsion manuelle vers une sortie, ce servo-ensemble comprenant un carter de soupape ayant un orifice d'entrée de pression de fluide communiquant avec la source, un orifice de sortie de fluide à haute pression communiquant avec des organes de freinage, un orifice de sortie de fluide à basse pression communiquant avec un réservoir de fffl'uide, installation caractérisée par un piston de travail coulissant dans un cylindre dans le carter déplaçable dans un sens de direction axiale pour comprimer une chambre de travail formée entre le piston et le cylindre, cette chambre étant en communication constante avec l'orifice de sortie de fluide à haute pression, un déplacement manuel du piston dans la direction en question causant une rdaetlon sur la piston par la pression de fluide dans la chambre qui oppose une résistance au déplacement, cette résistance étant lndicatriee de la pression de fluide appliquée dans les organes de freinage0 2.- Installation suivant la revendication 9, caractérisée en ce que le servo-ensemble étant constitué de telle manière que, lorsque le piston est en position neutre, l'orifice de sortie de fluide à haute pression est en communication avec l'orifice de sortie de fluide à basse pression, et au cours du déplacement axial du piston à partir de cette position neutre, orifice de sortie de fluide à haute pression est fermé dans sa communication avec l'orifice de sortie à basse pression et l'orifice d'entrée est ouvert dans sa communication avec l'orifice de sortie de fluide à haute pression. 3.- Installation de freinage suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la soupape du servoensemble est du type fermé au centre et la source de pression de fluide est constituée par un accumulateur. 4.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la résistance au déplacement du piston axialement dans la direction en question, est causée en partie par contraction ou expansion d'organes à ressort engagés avec le piston de travail. 5.- Installation suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le ressort est monté dans le cylindre de travail entre le piston et le carter de soupape. 6. Installation suivant la revendication 5, caractérisée en ce que le ressort est logé amans la chambre de travail du servo- ensemble. 7- Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6* caractérisée en ce que l'écoulement du fluide de la source de pression de fluide vers l'orifice d'entrée de pression de fluide s'effectue à travers une soupape anti-retour. 8.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce quelle comprend deux servoensembles associés chacun à une partie d'un double système de frei- nage, chaque servo-ensemble étant monté dans une conduite de fluide séparée du double système de freinage. 9.- Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que les deux servo-ensembles sont en communication avec une source de pression de fluide commune. 10.- Installation suivant l'une des revendications 8 ou 9, caractérisée en ce que l'un des deux servo-ensembles fournit une pression de fluide pour un premier dispositif d'actionnement de freins et l'autre servo-ensèmble fournit une pression de fluide pour un second dispositif d'actionnement de freins. 11.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que les deux servo-ensembles ont une entrée commune par laquelle les pistons de travail de ces ensembles peuvent être soumis à des forces de déplacement simul tanément. 12.- Installation suivant la revendication 11, caractérisée par un système de leviers qui connecte l'entrée commti- ne avec les pistons de travail. 13.- Installation suivant la revendication 12, caractérisée en ce que l'entrée commune et le système de leviers sont adaptés pour déplacer les pistons avec des vitesses différentes.