Brevet FR2470716A2 — publié le 19810612

FR 2470716 A2 19810612 FR 8025156 A 19801127 La présente invention concerne un amplificateur de freinage hydraulique comportant un piston amplificateur, un dispositif de commande de pression, un piston annulaire appuyé contre le piston amplificateur, et un piston central qui actionne le dispositif de commande de pression et qui peut, au moyen de la pédale de frein, être soumis à un déplacement limite par rapport au piston annulaire, le piston central et le piston annulaire pouvant être accouples après que la force d'un ressort a éte surmontée et pouvant être ensuite déplacés en tant qu'unité, le piston central étant constamment exposé à la pression agissant sur le piston amplificateur, selon la demande de brevet principal déposa en France le 14 septembre 1979 sous le nO 79 22947 au nom de la demanderesse. Dans la demande debrevet principal, est décrit unamplificateur hydraulique qui consiste pour ltessentiel en un piston amplificateur, un piston central et un piston annulaire. Le piston annulaire est dépla çable de façon limitée par rapport au piston central, lequel agit, en tant que tiroir de commande, dans le piston amplificateur et, avec celui-ci, opine en tant que dispositif de commande de pression. Le piston central est en liaison mécanique directe avec la pedale de frein. Avec un tel agencement presentaat un amplificateur hydraulique à fonctionnement a deuz etapes, si du fluide sous pression est-admis dans la chambre de pression, cette pression va alors forcément propager~ses effets jusqu'd la pédale de frein, par l'intermediaire du piston central. On cherche néanmoins à réduira autant que possible la reaction hydraulique sur la pedale de frein, ctest-a-dire à donner a effet à deux etapes un profil aussi raide que possible. Les formes de réalisation representées dans la demande de brevet principal permettent seulement de limiter la réaction hydraulique a un minimum qui est déter- miné par le diamètre du piston central.Ce diamètre du piston central ne peut être ramené qu a une certaine valeur, car ce piston doit recevoir des canaux pour la commande de pression. L'invention a pour objet de perfectionner et d'améliorer un amplificateur de freinage hydraulique selon la demande de brevet principal, de façon que la réaction sur la pédale de frein, dans la zone de l'effet à deux étapes, soit aussi faible que possible, et que l'effet à deux étapes soit par conséquent très marqué. Selon l'invention, ce résultat est atteint par le fait que le piston central peut etre actionné depuis la pédale de frein, au moyen d'un doigt exposé à la pression du fluide de l'amplificateur hydraulique, ce doigt traversant centralement, avec étanchéité, le piston annulaire. Grâce à cet agencement, on est assuré qu une réaction hydraulique sur la pédale de frein ne peut se manifester que par la surface du doigt exposée à la pression. Comme ce doigt ne doit transmettre qu une faible force mécanique, et comme il ntassume par ailleurs aucune autre fonction et ne présente notamment aucun trou pour le passage de fluide de pression, il en résulte que son diamètre peut être très réduit. Par conséquent, la réaction hydraulique sur la pédale de frein est pratiquement nulle et l'effet à deux étapes est alors extrêmement marqué. Si le piston central est agencé de façon que soient compensés les effets de la pression sur lui, alors la réaction hydraulique sur la pédale de frein peut être déterminée uniquement par le diamètre du doigt utilisé. Des formes de réalisation particulièrement avantageuses du point de vue de la construction sont obtenues s'il est prévu, dans le corps de l'amplificateur, une chambre intérieure qui est bordée par le piston amplificateur et le piston annulaire. Alors, si le piston annulaire prend appui sur le piston amplificateur, dans le sens opposé à celui de l'actionnement de ce dernier, par l'intermédiaire d'un agencement déformable, on peut, en jouant sur les caractéristiques de l'agencement déformable, déterminer exactement l'amplitude de l'effet a deux étapes. Lorsque cette amplitude est atteinte, le piston annulaire, puisqu'il limite la chambre de pression, va se déplacer dans le sens inverse de l'actionnement, de façon à se mettre en liaison mécanique avec le poussoir de la pédale de frein. Le corps de l'amplificateur peut avoir une forme particulièrement simple si le piston annulaire glisse avec étanchéité dans le piston amplificateur et si ce dernier sort du corps avec étanchéité. Si le doigt prend appui contre le piston central par l'intermédiaire d'un ressort, les vibrations apparaissant éventuellement lors de l'actionnement de la soupape (battements de soupape) sont amorties. En outre, on est assuré que le doigt est exposé à tout moment à la pression regnant dans le circuit de fluide hydraulique. Si le ressort entre le doigt et le piston annulaire possède une précontrainte ou une raideur supérieure a celle du ressort entre le piston central et le piston amplificateur, la mise en contact mécanique direct du doigt contre la tête du poussoir est alors assurée. Il ne peut y avoir aucune course b vide supplémentaire lors de l'actionnement de la pédale de frein, et l'on est assuré dgattaquer directement ltamplifica- teur hydraulique. Il est particulièrement avantageux que le poussoir actionnable par la pédale de frein soit assujetti en position centrale dans le piston annulaire, cala de façon à pouvoir être déplacé d'une certaine course par rapport à ce piston annulaire. Comme le doigt traverse centralement le piston annulaire, cet agencement permet d'obtenir un centrage simultané du poussoir par rapport au doigt. Cela est particulibrement avantageux, car le poussoir présente une tête sphérique, tandis que le doigt, du fait de son faible diamètre, n'offre qu'une surface de contact relativement faible. Un genre avantageux d'assujettissement du doigt est obtenu en liant celui-ci au piston central par une liaison par obstacle. Si le doigt est subdivisé en une tête et une tige, il peut alors être lié coaxialement au piston central par un dispositif du genre à baïonnette. A cet effet, il est avantageusement prévu, dans le piston central, une chambre limitée par la paroi frontale du piston central située dans l'espace intérieur, et la tête est orientée radialement par rapport au piston central, de façon qu'au moins une partie de cette tête forme une retenue derrière la paroi frontale. Une forme de réalisation avantageuse d'un dispositif du genre à baïonnette est obtenue en prévoyant, dans la paroi frontale, un trou central dont le diamètre correspond à celui de la tige, ce trou étant, par une fente qui présente au moins le diametre de ce trou, en liaison avec une ouverture dans la paroi frontale, cette ouverture étant apte à recevoir la tata du doigt. Si le piston central possède un très faible diamètre, il est alors avantageux que l'ouverture soit agencée sur la périphérie du piston central. Afin d'assurer un contact mécanique fiable, le doigt est avantageusement retenu contre la paroi frontale au moyen d'un ressort agencé dans la chambre aménagée dans le piston central, ce ressort agissant entre le piston central et le doigt. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à 11 aide de la description ci-après et des dessins joints où - la figure 1 représente une coupe longitudinale d'une partie d'un amplificateur de freinage réalise selon l'invention ; et - la figure 2 représente un diagramme illustrant la relation entre la pression de freinage et la force à la pédale, dans le cas d'un ampli ficateur selon la figure 1. L'amplificateur selon la figure 1 comporte un corps 1 qui, par un raccord 2 de fluide de pression, est raccordé à un accumulateur de fluide (non représenté) qui est constamment sous pression. Un piston amplificateur 3 est agencé dans le corps 1 avec possibilité de coulissement et étanchéité au fluide au moyen de joints d'étanchéité 4, 5. Entre les joints 4 et 5, le piston amplificateur porte une rainure circulaire ou gorge 6, de sorte qu'il y a, entre le piston amplificateur et le corps, une chambre d'admission 7 qui est alimentée en fluide de pressionpar le raccord 2. Le piston amplificateur est étagé et, par sa partie 8 à moindre diamètre, dépasse hors du corps 1. L'espace intérieur du corps est rendu étanche vis-à-vis de l'atmosphare au moyen d'un joint d'étanchéité 9. Dans le piston amplificateur est aménagé un alésage étagé 10, agencé centralement, qui est ouvert pour recevoir le poussoir 11. Un piston central 13 glisse dans la partie 12, ayant le plus petit diamètre, de l'alésage étagé 10. Cette partie 12 est reliée, par un passage 14, à un espace 15 exempt de pression.Cet espace 15 sans pression est en communication directe avec un réservoir récupérateur ou réservoir de retour à partir duquel l'accumulateur de pression non représenté est alimenté. Des trous 16, 17 relient la chambre intérieure 18 de la partie à grand diamètre de l'alésage étagé 10 à l'espace exempt de pression. La chambre de pression 20 est également maintenue "hors pression" par des orifices 19. Cette chambre de pression 20 est limitée par l'épaulement 21 tourné vers la partie 8 du piston amplificateur 3, par le piston amplificateur 3 proprement dit et par le corps 1 de l'amplificateur hydraulique. L'extrémité 22 du piston central 13,faisant saillie librement dans la chambre intérieure 18, entoure le bord 23 d'un doigt ou tige 24 qui traverse centralement le piston annulaire 25. Par le poussoir 11, ce doigt 24 peut être déplacé par rapport au piston central, cela dans la direction d'actionnement 26, contre la force d'un ressort 27 qui opère entre le piston central et ce doigt. La chambre 28, résultant de ce que le bord 23 du doigt est entouré avec affleurement, est en communication directe avec l'espace intérieur 18 par l'orifice 29. Un collet 30, prévu à l'extrémité 22 du. piston central 13, est entouré et enveloppé par le piston annulaire 25, de sorte que le piston central 13 et le piston annulaire 25 sont mobiles l'un par rapport à l'autre, dans une plage limitée, au sens d'un accouplement "à course morte". Le piston annulaire, qui limite la chambre intérieure 18 côté atmosphere, glisse dans cette chambre intérieure, avec étanchéité au fluide de pression grâce à un joint d1étanchéité 31 agencé dans le piston amplificateur 3. Le pourtour du piston annulaire est légèrement étagé, d'où il résulte la formation d'une chambre 32, bordée par le piston amplificateur 3, entre le joint d'étanchéité 31 et l'épau- lement 35 de raccordement à la partie à plus grand diamètre.Cette chambre est an communication avec la chambra intérieure 18 du piston amplificateur, via une rainure longitudinale 33 aménagée dans le pourtour extérieur du piston annulaire 25. Cette chambre 32 sert à recevoir un moyen d'appui élastique avec lequel le piston annulaire prend appui élastiquement contre le piston amplificateur. Ce moyen d'appui élastique consiste en un ressort 34 appliqué contre l'épaulement 35 du piston annulaire. Ce ressort 34 maintient une rondelle 36 contre une saillie 43 du piston amplificateur 3. Ainsi, lors d'un mouvement du piston annulaire dans le sens inverse de celui de l'actionnement 26, le ressort est comprimé et, lors d'un mouvement dans le sens de l'actionnement 26, ce ressort 34 est détendu, mais toutefois seulement jusqu'à ce que la saillie 37 du piston annulaire vienne au contact de la rondelle 36. Le piston annulaire porte en outre un joint d'étanchéité 38 assurant le passage étanche du doigt 24. La tête sphérique 39 du poussoir 11 est fixée dans le piston annulaire 25, à l'extrémité de celui-ci qui est éloignée de la chambre intérieure 18. La liaison du poussoir 11 est amenagée de façon que l'extrémité de la tête 39 adjacente au doigt 24 soit à une distance x de l'endroit où elle vient en contact avec le piston annulaire. Dans toutes les positions de fonctionnement, le doigt 24 est en contact mécanique avec la tête 39 du poussoir. Dans la chambre intérieure 18, le piston central 13 porte, sur son pourtour,un collet 4Q contre lequel est appliqué un ressort 41 qui prend appui contre l'épaulement 42 dans le piston amplificateur 3.Selon la conception et les dimensions des ressorts 27 et 41, le piston central 13, lorsqu'il est en position de repos, est soit au contact du piston annulaire 25, soit écarté de celuici par un intervalle entre sa face extrême et celle du piston annulaire. Lorsque le dispositif est à la position de repos représentée, la position de repos du piston amplificateur est définie par le ressort de rappel 44 qui maintient ce piston amplificateur appliqué contre le corps 1 par son épaulement 45. Dans cette situation, la position du piston central 13 est également définie puisque son ressort de rappel 41 prend appui contre le piston amplificateur. Comme le ressort 27 est plus raide que le ressort 41, il an résulte que le doigt 24 se trouve alors dans la position représentée et maintient la tête 39 du poussoir 11 dans la position de droite représentée. La disposition du poussoir 11, qui est mécaniquement lié au piston annulaire 25, a pour effet que celui-ci est également maintenu à sa position de repos. Dans la position de repos représentée, les trous radiaux 47, traversant le piston amplificateur 3 et relisant la chambre intérieure 12 à la chambre d'admission 7, sont fermés par le piston central 13. De même, les trous radiaux 48, agencés dans le piston central et communiquant avec le trou 16, sont fermés par le piston amplificateur. Pour protéger les composants agencés à l'intérieur de l'alésage étagé 10, il est prévu une coiffe protectrice 50 qui est montée dans une rainure du corps et qui enserre le poussoir 11. Le fonctionnement du dispositif est décrit ci-après en considérant le diagramme de la figure 2. Si on enfonce la pédale de frein 46, le poussoir 11 se déplace dans le piston annulaire 25, par rapport à celui-ci, et déplace le doigt 24 dans le sens de l'actionnement 26. Comme le ressort 27 est plus raide que le ressort 41, il en résulte que le piston central est entraîné dans le sens de l'actionnement, sous l'effet du déplacement du doigt 24. Ce faisant, le piston central ferme l'orifice 14 et coupe la communication entre la chambre intérieure 18 et l'espace 15 exempt de pression. En même temps, le trou 48 vient se placer en dessous du trou 47, de sorte que du fluide de pression, venant de la chambre d'admission 7, parvient dans la chambre intérieure 18 par les trous 47, 48 et les trous 16 et 17. La pression croissante se propage dans la chambre de pression 20 par l'orifice 19.La pression qui est alors présente agit sur le piston amplificateur, dans le sens de l'actionnement, et fournit une force sollicitant, par exemple, le piston d'un maître-cylindre d'une installation de freinage, par l'intermédiaire de l'organe de prise de force 49. Simultanément, la pression hydraulique agit sur le piston annulaire 25 et déplace légèrement celui-ci contre la force du ressort 34, dans le sens opposé à celui de l'actionnement, jusqu'à ce que les forces de pression agissant sur la surface efficace, dans la chambre intérieure 18, soient en équilibre avec la force du ressort 34. Etant en équilibre de poussée, le piston central 13 ne transmet aucune force à son environnement. Seul le doigt 24 transmet les forces de poussée auxquelles il est soumis à la tête 39 du poussoir 11 et, par conséquent, à la pédale de frein 46.Le conducteur va donc obtenir une pression de freinage relativement grande pour une faible force à la pédale. Cela est particuliàrement avantageux dans le cas des véhicules lourds,avec transmissions automatiques, dans lesquels une force de freinage relativement importante doit être fournie,même lorsque le véhicule est 2Parrêt. La diagramme de la figure 2 représente la pression de freinage produite en fonction de la force à la pédale. La force initiale K1 à la pédale, force pour laquelle il n'y a encore aucune pression de freinage, est essentiellement déterminée par le ressort 41. Selon le type du véhicule, la force initiale nécessaire peut être fixée à l'avance en montant un ressort approprié La montée de A à B sur le diagramme est essentiellement déterminée par la force hydraulique qui ssoppose à celle développée par le pied du conducteur lors de l'actionnement de l'amplificateur hydraulique. Dans la réalisation représentée, la pente de la montée du point A au point B est relativement raide, car l'action des forces hydrauliques sur la pédale de frein est relativement faible du fait du faible diamètre du doigt 24.Sur ce point assis on pourrait, par des dispositions structurelles telles que, par exemple, la sélection de divers diamètres de doigt, établir une pente de A à B désirée qui serait specifique du véhicule. Au point B, le mouvement de commande de l'amplificateur hydraulique a atteint une amplitude telle que la tête 39 du poussoir 11 est arrivée à la condition de contact dans le piston annulaire 25, le jeu préexistant x étant-ainsi résorbé. Pour augmenter la force appliquée à l'organe de sortie 49 de l'amplificateur hydraulique, il faut alors que l'ensemble du piston 25 soit déplacé contre la force hydraulique dans la chambre intérieure 18. Comme on peut aisément le constater sur le diagramme, il en résulte un accroissement notable des forces à la pédale.En outre, en cas de défaillance de l'amplificateur hydraulique, on est assuré que l'installation de freinage pourra être actionnée mécaniquement. Après le rattrapage du jeu x, le piston annulaire 25 est immédiatement amené, avec le poussoir, au contact du piston.central 13, lequel peut lui-même être mis en contact mécanique d'appui contre le piston amplificateur 3. Une liaison mécanique, allant de l'organe de prise de force à la pédale de frein 46, est ainsi assurée. Lorsque l'application d'une force hydraulique à l'organe de prise de force 49 est terminée, les pistons sont ramenés à leur position de repos par les ressorts, et la chambre intérieure 18 ainsi que la chambre de pression 20 sont alors de nouveau en communication avec l'espace sans pression 15. Bien entendu, l'exemple de réalisation décrit n est nullement limitatif de l'invention. REVENDICATIONS 1. Amplificateur de freinage hydraulique selon la revendication 1 de lademande debrevet principal, comportant un piston amplificateur,un dispositif decommandedepression,un piston annulaire appuyé contre le piston amplificateur et un piston central qui actionne le dispositif de commande de pression et qui peut, au moyen de la pédale de frein, être soumis à un déplacement limité par rapport au piston annulaire, le piston central et le piston annulaire pouvant être accouplés après que la force d'un ressort a été surmontée et pouvant être ensuite déplacés en tant qusunité, le piston central étant constamment exposé à la pression agissant sur le piston amplificateur, caractérisé en ce que le piston central (13) peut être actionné, depuis la pédale de frein (46), au moyen d'un doigt (24) exposé à la pression du fluide de l'amplificateur hydraulique, ce doigt (24) traversant centralement, avec dans chéité, le piston annulaire (25). 2. Amplificateur de freinage hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston central est agencé de façon que les effets de la pression sur lui soient compensés. 3 Amplificateur de freinage hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le corps (1) de l'amplificateur, il est prévu une chambre intérieure (18) qui est bordée par le piston amplificateur (3) et le piston annulaire (25). 4. Amplificateur de freinage hydraulique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le piston annulaire (25) prend appui sur le piston amplificateur (3), dans le sens opposé à celui de l'actionnement (26) de ce dernier, par l'intermédiaire d'un agencement déformable (34, 35, 36, 37, 43). 5. Amplificateur de freinage hydraulique selon la revendication 4, caractérise en ce que le piston annulaire (25) glisse, avec étanchéité, dans le piston amplificateur (3), lequel dépasse hors du corps (1) dont il çcrt avec étanchéité. 6. Amplificateur de freinage hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le doigt (24) prend appui contre le piston central (13) par l'intermédiaire d'un ressort (27). .7. Amplificateur de freinage hydraulique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le ressort (27) entre le doigt (24) et le piston central (13) présente une précontrainte et/ou une raideur supérieure à celle du ressort (41) entre le piston central (13) et le piston amplificateur (3). 8. Amplificateur de freinage hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un poussoir (11), actionnable par la pédale de frein (46), est assujetti en position centrale dans le piston annulaire (25), cela de façon à pouvoir être déplacé d'une course (x) par rapport à ce piston annulaire (25). 9. Amplificateur de freinage hydraulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le doigt (24) est lié au piston central (13) par une liaison par obstacle. 10. Amplificateur de freinage hydraulique selon la revendication 9, caractérisé en ce que le doigt (24) se subdivise en une tête et une tige et est lie coaxialement au piston central (13), au moyen d'un dispositif du genre à baionnette. 11. Amplificateur de freinage hydraulique selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'est aménagée, dans le piston central, une chambre (28) qui est limitée par la paroi frontale du piston central (13) se trouvant dans la chambre intérieure (18), et en ce que la tête du doigt est orientée radialement par rapport au piston central (13), de façon à former un relief dont au moins une partie constitue une retenue derrière ladite paroi frontale. 12. Amplificateur de freinage hydraulique selon la revendication 11, caractérisé en ce que la paroi frontale présente un trou central dont le diamètre correspond à celui de la tige, ce trou étant, par une fente qui présente au moins le diamètre du trou, en liaison avec une ouverture dans la paroi frontale, cette ouverture étant apte à recevoir la tête du doigt (24). 13. Amplificateur de freinage hydraulique selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'ouverture est agencée sur la périphérie du piston central (13). 14. Amplificateur de freinage hydrtaulique selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le doigt est retenu contre la paroi frontale au moyen d'un ressort (27) agencé dans la chambre (28) aménagée dans le piston central, ce ressort agissant entre le piston central (13) et le doigt (24).