Brevet FR2409894A1 — publié le 19790622

L'invention concerne un servofrein hydraulique, pour véhicules automobiles, constitué d'un boitier qui est fixé à un mattre-cylindre et dans lequel peut coulisser une tige de transmission, d'un piston de travail qui est capable de coulisser dans le maitre-cylindre et d'un circuit hydraulique qui comporte une pompe à huile, un réservoir et une canalisation de liaison entre la pompe et le boîtier ou Dans un servofrein hydraulique connu, un boitier, bridé sur un mattre-cylindre, constitue un cylindre de servocommande dans lequel est logé, en plus d'un tiroir principal, un tiroir de réglage qui est monté à coulissement dans ce cylindre. Par l'intermédiaire d'un ressort de compression, une tige de transmission, actionnée par exemple par une pédale, peut être déplacée en translation, par rapport au tiroir principal, de façon à provoquer un étranglement du courant dthuile au niveau d'arêtes prévues entre le tiroir principal et le tiroir de réglage. Cet étranglement engendre une pression qui procure une force auxiliaire venant assister la force de freinage. Les servofreins hydrauliques du genre défini en préambule et décrit ci-dessus sont relativement compliqués et encombrants. Un autre inconvénient de ces servofreins consiste en ce que, lorsqu'on branche des dispositifs consommateurs hydrauliques supplémentaires, le tiroir de réglage est soumis à des à-coups qui compromettent l'effet de la servocommande. L'invention a pour but de proposer un servofrein hydraulique, du genre en question, qui soit exempt des susdits inconvénients et qui se distingue par une construction simple, économique et compacte et par un fonctionnement impeccable. Selon l'invention, ce but est atteint gracie au fait que le servofrein comprend une soupape d'étranglement à commande séparée, laquelle soupape est montée sur une canalisation de retour du circuit hydraulique et communique avec une chambre de servocommande du boîtier ou du mattre-cylindre. I1 est donc essentiel selon l'invention, qu'une simple soupape d'étranglement remplace la soupape de commande à tiroirs, compliquée et sujette à incidents de fonctionnement. La soupape d'étranglement à commande séparée comporte de préférence un organe de commande, mobile en fonction de la pression de freinage et "étranglant le débit" de la pompe ou débit de sortie du circuit hydraulique. Un tel servofrein est simple dans son mode de construction, économique à fabriquer et peu encombrant. Selon un développement rationnel de l'invention, l'organe de commande peut entre constitué par un tiroir qui est soumis à l'action d'un ressort de compression et qui est relié, par son c8té dirigé vers le ressorte compression, à la pompe à huile et au boîtier par l'intermédiaire d'une canalisation de refoulement et, par son cOté éloigné du ressort de compression, à une chambre émettrice de "pression" du mattre-cylindre par l'intermédiaire d'une canalisation de pilotage. L'organe de commande ou tiroir peut être ageneé de diverses façons. C'est ainsi que le tiroir peut être constitué par un tiroir à étages monté à coulissement dans des alésages de la soupape d'étranglement, dotés de diamètres différents. Bien qu'il puisse être aussi fait d'une seule pièce, le tiroir à étages est avantageusement constitué d'un tiroir principal et d'un plongeur séparé de celui-ci. Selon un mode de réalisation judicieux, le tiroir principal est logé dans un premier élément de boftier, avec l'étranglement de la soupape d'étranglement qui est réglé par ce plongeur principal, et le plongeur est logé dans un deuxième élément de boîtier. Selon une variante, le tiroir est monté à coulissement dans un alésage cylindrique de la soupape d'étranglement et a des surfaces actives égales sur son cdté dirigé vers le ressort de compression et sur le côté opposé. Un tel tiroir est utilisé lorsque la pression de refoulement de la pompe et la pression de pilotage sont égales entre elles. Dans ce cas, il y a intér8t à loger le tiroir dans un élément de boîtier intermédiaire, l'étranglement de la soupape d'étranglement dans un premier élément de boîtier extérieur et un orifice d'entrée de la pression de pilotage dans un deuxième élément de boîtier extérieur. L'élément de boîtier comportant 1'étranglement présente avantageusement un appendice creux central, entouré d'un espace annulaire, ce qui permet de simplifier la construction. Sn ce cas > chacun des éléments de boîtier, ou tout au moins celui qui comporte l'étranglement, peut être simplement constitué d'une pièce de ttle formée par emboutissage profond. Pour obtenir une forme de construction encore plus économique et simple, l'élément de boîtier comportant ltétranglement et l'élément de boStier-comportant l'orifice d'entrée de la pression de pilotage sont disposés directement l'un contre l'autre et fixés ensemble et une membrane constituant l'organe de commande est pincée entre ces deux éléments de boîtier. Cette membrane remplace le tiroir qui est utilisé dans les autres modes de réalisation. Enfin, un piston, qui est porté par la tige de transmission et qui est relié mécaniquement au piston de travail du mattre-cylindre par l'intermédiaire d'une pièce d'appui et d'une tige-poussoir, est monté à coulissement dans la chambre de servo-commande du boîtier, cette chambre communiquant avec la soupape d'étranglement. Des modes de réalisation préférés de l'invention sont illustrés aux dessins annexés et vont être décrits en détail ci-après. Sur ces dessins - la figure 1 représente schématiquement un circuit hydraulique qui comporte une jonction entre une installation de freinage et une soupape d'étranglement conforme à l'invention - la figure 2 montre, à plus grande échelle, en coupe par un plan vertical, la soupape- d'étranglement de la figure 1 ;; - la figure 3 montre, vue en bout par la droite, la même soupape d'étranglement de la figure 2 - la figure 4 représente, en coupe verticale, un maître-cylindre qui est muni d'une servocommande comportant un boîtier, selon un premier mode de réalisation - la figure 5 montre en coupe verticale une variante de la soupape d'étranglement - la figure 6 représente une autre variante de réalisation du mattre-cylindre avec une arrivée de la pression agencée différemment - la figure 7 montre une autre variante de la soupape d'étranglement - la figure 8 enfin représente schématiquement un circuit hydraulique en liaison avec un circuit de freinage directeur et avec une soupape d'étranglement conforme à l'invention. La figure I représente schématiquement une jonction hydraulique entre une installation hydraulique de freinage 1 et une installation hydraulique de direction 2. Le circuit hydraulique de l'installation de direction 2 comprend une pompe à huile 3 qui est capable d'aspirer de l'huile dans un réservoir 5, par l'intermédiaire d'une canalisation d'aspiration 4. La canalisation de refoulement 6 de la pompe 3 conduit à une pompe doseuse 7 qui est reliée au volant de direction 8 d'un véhicule (non représenté). En-aval de la pompe doseuse 7, la canalisation de refoulement 6 se divise en deux branches 9 et 11. La branche 9 aboutit à l'entrée d'un mattre-cylindre 12 tandis que la branche il aboutit à une soupape d'étranglement 13 qui sera décrite en détail ci-après. Une canalisation de retour 14 est montée en aval de la soupape d'étranglement 13 pour ramener l'huile au réservoir 5. Le mattre-cylindre 12 comporte un piston de travail 15 qui est attelé à une pédale de frein 17 par l'intermédiaire d'une tige de transmission 16. À l'intérieur du mattre-cylindre 12, le piston de travail-15 limite, du c8té de la tige de transmission 16, une chambre de servocommande 18 et, du ctté opposé, une "chambre émettrice de pression" 19 à laquelle un réservoir compensateur 22 est relié par une canalisation 21. Une canalisation de freinage 23 relie la chambre émettrice de pression 19 à un cylindre récepteur de frein 24. Un piston de frein 25, monté dans ce cylindre de frein 24, est relié par une tringlerie 26 au dispositif de freinage (non représenté) du véhicule. Une canalisatinn de pilotage 27 est prévue à partir de la canalisation de freinage 23 et aboutit à la soupape d'étranglement 13. La soupape d'étranglement 13 qui est représentée aux figures 2 et 3 est agencée pour fonctionner à basse pression. Dans ce cas, un -tiroir de commande 28, logé dans cette soupape d'étranglement 13, est constitué par un tiroir principal 29 et par un plongeur 31 dont le diamètre est inférieur à celui du tiroir principal 29. Le tiroir principal 29 peut coulisser dans un alésage 32 aménagé dans un premier élément de boîtier 33 tandis que le plongeur 31 peut coulisser dans un alésage 34 aménagé dans-un deuxième élément de boitier 35; le diamètre de l'alésage 34 étant inférieur à celui de l'alésage 32. Des vis 37 assemblent les éléments de boitier 33, 35 à une plaque de raccordement 36 qui est bridée sur l'élément de boitier 35. La plaque de raccordement 36 présente un orifice 38 auquel aboutit la canalisation de pilotage 27 de la figure 1. L'alésage 34 est associé à un canal de récupérntion des fuites d'huile 39 et l'élément de boîtier 33 est associé a un canal de récupération des fuites d'huile analogue 41; ces deux canaux de récupération des fuites étant reliés à la canalisation de retour 14 de la figure 1. L'élément de boîtier 33 comporte un canal d'entrée 42, qui est relié à la pompe 3 par la branche 11, et un canal de sortie 43, qui est disposé à angle droit par rapport au canal d'entrée 42 et qui est relié au réservoir 5 par la canalisation de retour 14. Un ressort de compression 44, disposé dans le prolongement du canal d'entrée 42, s'appuie d'une part sur un épaulement 45 de l'élément de bottier33 et d'autre part sur la face intérieure du tiroir principal 29-. Ce dernier a par exemple un diamètre de 32mm alors que le plongeur 31 n'a qu'un diamètre de 15mm. De cette manière, on obtient un certain rapport de pression. Dans cet exemple, les dimensions axiales-du tiroir 29 et de son alésage 33 ainsi que la position axiale du canal 43 sont telles que lorsque le frein est actionné ,le tiroir principal 29 étrangle entre les canaux 42 et 43 le courant d'huile provenant de la pompe 3 et règle ainsi, à une valeur comprise entre 8 et 10 bars (basse pression), la pression disponible pour assister le freinage. Le maître-cylindre 12 qui est représenté à la figure 4 est destiné à coopérer avec la soupape d'étranglement 13 des figures 2 et 3, qui est agencée pour fonctionner à basse pression. Un ressort de compression 46 sollicite le piston de travail 15 qui est monté dans le maître-cylindre 12. Sur celui des côtés du ressort 46 qui est éloigné du piston de travail 15, le mattre-cylindre 12 comporte un canal de sortie 47 qui est relié à la canalisation de pilotage 27 de la figure 1. Du cOté opposé au ressort 46, le piston de travail t5 présente un évidement évasé 48 dans lequel pénètre une tigepoussoir 49.Par son extrémité éloignée du piston de travail 15, cette tige-poussoir 49 est montée dans une pièce d'appui 51 qui est fixée, à l'aide d'une tige filetée 52 engagée dans un trou fileté 53, à la tige de transmission 16. Celle-ci porte un piston de servocommande 54 qui limite d'un cOté la chambre de servocommande 18, laquelle est limitée de l'autre ctté par le mattre- cylindre 12 ou par le piston de travail 15. Sur celui des cOtés du piston de servocommande 54 qui est éloigné de la pièce d'appui 51, on trouve un fond de cylindre 55 qui est serré sur le mattre-cylindre 12 à l'aide de tirants filetés 56. La chambre de servocommande 18 est formée, de façon étanche par un boîtier 57 monté entre le fond de cylindre 55 et le mattre-cylindre 12. Par sa partie voisine du fond 55, la chambre de servocommande 18 est reliée, par l'intermédiaire d'un canal de liaison 59 traversant le fond 55, à un canal d'entrée 61 qui est lui-même relié à la branche 9 de la canalisation de refoulement 6 de la pompe à huile 3. Un dispositif conforme à l'invention fonctionne de la manière suivante. Pour freiner le véhicule, le conducteur appuie sur la pédale 17 en déplaçant la tige de transmission 16 vers la droite des figures 1 et 4. Par intervention de la pièce d'appui 51, la tigepoussoir 49 et par conséquent le piston 15 du mattre-cylindre 12 sont déplacés vers la droite de la figure 4, contre l'action du ressort 46. Ceci provoque l'obturation de la canalisation 21 de liaison au réservoir compensateur 22. Dans la chambre émettrice de pression 19 du mattre- cylindre 12, il s'établit ainsi une pression assez élevée et le canal de sortie 47 transmet cette pression bon seulement au cylindre récepteur de frein 24 (figure 1) mais encore, par l'intermédiaire de la canalisation de pilotage 27, à l'orifice 38 (figure 2) de la soupape d'étranglement 13. Cette pression agit là sur le plongeur 31, ce qui a pour effet de déplacer le plongeur principal 29 vers la gauche de la figure 2, contre l'action du ressort 44. Le débit de la pompe 3 qui s'échappe normalement par les canaux 42 et 43 est donc étranglé par le plongeur principal 29. il en résulte, à l'intérieur de la branche 11 et par conséquent de la branche 9 (figure 1), une augmentation de pression qui se transmet à la chambre de servocommande 18 par l'intermédiaire-des canaux 61 et 59 et qui agit sur le piston de servocommande 54. La force hydraulique ainsi exercée sur le piston 54 s'ajoute à la force exercée directement par le conducteur sur le piston 15 à l'aide de la pédale 17, par l'intermédiaire de la tige de transmission 16. Lorsque la pédale de frein 17 est lâchée, le ressort 44 assure le retour à leur position initiale du tiroir principal 29 et du plongeur 31 (figure 2) tandis que le ressort 46 fait revenir à sa position initiale le piston 15 du mattre-cylindre 12 (figure i). Dans la soupape d'étranglement 13 qui est représentée à la figure 5, le tiroir de commande 28, rappelé par le ressort 44, n'est pas agencé en tiroir à deux étages mais présente à ses extrémités respectives deux surfaces égales 62, 63. Cette soupape d'étranglement 13, qui-est utilisable à égalité de pression entre le refoulement de la pompe et le circuit de pilotage, comporte un élément de boîtier intermédiaire 64 qui présente un alésage cylindrique 65 où peut coulisser le tiroir de commande 28. L'élément de boîtier intermédiaire 64 est encadré par un premier élément de boîtier extérieur 66 et par un deuxième élément de boîtier extérieur 67. Des boulons 68 servent à assembler les éléments de bottier 64, 66, 67. C'est dans l'élément de bo4tier-66 que se trouve l'étranglement qui, selon le mode de réalisation représenté, est constitué du tiroir de commande 28 et d'un appendice creux 69 placé au centre de I'élémentde boîtier 66 en question. Cet appendice 69 est entouré d'un espace annulaire 71. Le canal d'entrée 42 et le canal de sortie 43, analogues à ceux de la figure 2, sont aménagés dans le premier élément de bottier extérieur 66. L'autre élément de bottier extérieur 67 comporte un orifice 72 auquel aboutit la canalisation de pilotage 27 et aménagé pour assurer une communication avec l'alésage 65. Le maitre-cylindre 12 représenté à la figure 6 peut coopérer avec la soupape d'étranglement 13 de la figure 5. Ce mattre-cylindre 12 est, en gros, identique à celui de la figure 4 et porte donc les mêmes chiffres de référence 15, 16, 18 et 49. Son bottier n'est toutefois pas agencé en cylindre de servocommande mais ne comporte essentiellement qu'un fond de cylindre 73 dans lequel est ménagé un canal d'entrée 74 auquel aboutit la branche 9 de la canalisation de refoulement 6 (voir la figure 1). Ce canal d'entrée 74 est relié par un canal de raison 75 à la chambre de servocommande 18 si bien que la pression régnant dans ce canal d'entrée 74 agit sur le piston 15 du mattre-cylindre 12. La tige-poussoir 49 est montée directement entre ce piston 15 et la tige de transmission 16. La figure 7 représente une autre variante de la soupape d'étranglement 13. Celle-ci n'est constituée que de l'élément de bottier 66 comportant l'étranglement" et de l'élément de bottier 67 comportant l'orifice 72, ces deux éléments de bottier 66 et 67 étant identiques à ceux de la figure 5. Dans ce cas aussi, les deux éléments de boîtier 66 et 67 sont assemblés par des boulons 68. L'élément de bottier 66 comporte le canal d'entrée 42 et le canal de sortie 43 qui aboutit au réservoir 5. Par rapport au mode de réalisation de la figure 5, la différence essentielle consiste en la suppression complète du tiroir qui est remplacé par un autre élément, savoir une membrane 76 qui est pincée entre les deux éléments de bottier 66, 67. Sous l'effet de la pression, transmise par l'orifice 72, la membrane 76 prend la forme ondulée qui est représentée à la figure 7; par conséquent, le courant d'huile qui arrive par le canal 42 et qui sort par le canal 43 est étranglé entre l'appendice creux 69 et les ondes en saillie de la membrane 76. La figure 8 représente un circuit hydraulique dans lequel la soupape d'étranglement 13 conforme à l'invention est ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ combinée à un circuit de freinage directeur 77, à l'intérieur de l'installation de direction 2. L'essentiel consiste en ce qu'il existe deux installations hydrauliques de frein 1 jumelées, équipées respectivement de pédales 17 et 17'. En appuyant sur l'une ou l'autre de ces pédales, l'opérateur peut actionner l'un ou l'autre de deux cylindres récepteurs de frein 24 et 24'. En outre, la canalisation de pilotage 27 comporte une soupape inverseuse 78 qui est formée de deux clapets anti-retour 79, 81 entre lesquels une tige de commande 82 est interposée. Une canalisation supplémentaire 83, branchée sur la soupape inverseuse 78, aboutit à un cylindre de frein 84 qui agit sur les roues avant du véhicule. Le fonctionnement du dispositif de la figure 8 est analogue à celui du dispositif de la figure 1. REVEEDICAtIONS 1. Servofrein hydraulique, pour véhicules automobiles, constitué d'un boîtier qui est fixé à un mattre-cylindre et dans lequel peut coulisser une tige de transmission, d'un piston de travail qui est capable de coulisser dans le mattre-cylindre et d'un circuit hydraulique qui comporte une pompe à huile, un réservoir et une canalisation de liaison entre la pompe et le boîtier ou maitre-cylindre, caractérisé en ce qu'il comprend une soupape d'étranglement (13) à commande séparée, laquelle soupape (13) est montée sur une canalisation de retour (14) du circuit hydraulique (2) et communique avec une chambre de servocommande (18) du boîtier (57) ou du maître-cylindre (12). 2. Servofrein selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape d'étranglement (13) à commande séparée comporte un organe de commande (28, 76), mobile en fonction de la pression de freinage et étranglant le débit de la pompe (3) ou débit de sortie du circuit hydraulique (2). 3. Servofrein selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de commande est constitué par un tiroir (28) qui est soumis à l'action d'un ressort de compression (44) et qui est relié, par son côté dirigé vers le ressort de compression (44), à la pompe à huile (3) et au boîtier (57) par l'intermédiaire d'une canalisation de refoulement (6, 9, 11) et, par son cOté éloigné du ressort de compression (44), à une chambre émettrice de pression (19) du mattre-cylindre (12) par l'intermédiaire d'une canalisation de pilotage (27). 4. Servofrein selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tiroir est constitué par un tiroir à étages (28) monté à coulissement dans des alésages (52, 34) de la soupape d'étranglement (13), dotés de diamètres différents. 5. Servofrein selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tiroir à étages 's28) est constitué d'un tiroir principal (29) et d'un plongeur (31) séparé de celui-ci. 6. Servofrein selon la revendication 5, caractérisé en ce que le tiroir principal (29) est logé dans un premier élément de boîtier (33), avec l'étranglement de la soupape d'étranglement (13) qui est réglé par ce plongeur principal (29), et en ce que le plongeur (31) est logé dans un deuxième élément de boîtier (35). 7. Servofrein selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tiroir (28) est monté à coulissement dans un alésage cylindrique (65) de la soupape d'étranglement (13) et a des surfaces actives égales (62, 63) sur son ctté dirigé vers le ressort de compression (44) et sur le côté opposé. 8. Servofrein selon la revendication 7, caractérisé en ce que le tiroir (28) est logé dans un élément de boîtier intermédiaire (64), l'étranglement de la soupape d'étranglement (13) dans un premier élément de boîtier extérieur (66) et un orifice d'entrée (72) de la pression de pilotage dans un deuxième élément de boîtier extérieur (67). 9. Servofrein selon l'une quelconque des revendications t à 8, caractérisé en ce que l'élément de bottier (66) comportant l'étranglement comporte un appendice creux central (69), entouré d'un espace annulaire (71). 10. Servofrein selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'élément de boîtier (66) comportant l'étranglement et ltélément de boîtier (67) comportant l'orifice d'entrée (72) de la pression de pilotage sont disposés directement l'un contre l'autre et fixés ensemble et en ce qu' une membrane (76) constituant l'organe de commande est pincée entre ces deux éléments de boîtier (66, 67). 11. Servofrein selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que chacun des éléments de boîtier, ou tout au moins celui (66) qui comporte l'étranglement, est fait d'une pièce de tOle formée par emboutissage profond. 12. Servofrein selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'un piston (54), qui est-porté par la tige de transmission (16) et qui est relié mécaniquement au piston de travail (15) du maitre-cylindre (12) par l'intermédiaire d'une pièce d'appui (51) et d'une tige-poussoir (49), est monté à coulissement dans la chambre de servocommande (18) du boîtier (57); cette chambre (58) communiquant avec la soupape d'étranglement (13).