Brevet FR2471891A1 — publié le 19810626

La présente invention concerne un dispositif hydrau- lique pour véhicule automobile équipé de servocommande de freins et direction, ce dispositif étant du genre comprenant un réservoir,, une pompe volumétrique dont l'admission est reliée à ce réservoir, un maître cylindre ayant un piston principal action- nable par la pédale de frein pour engendrer la pression dans le circuit de freinage, un actionneur ou servomoteur hydraulique de com- mande de la direction, un premier distributeur associé à ce servomoteur et commandé par le volant de direction afin de transférer la pres- sion engendrée par ladite pompe au servomoteur, un second distributeur associé audit maître cylindre et commandé par la pression engendrée dans le circuit de freinage par la pompe et transmise au piston principal du maître cylindre, afin d'assister l'effort exercé sur la pédale de frein> de sorte qu'une augmentation de pression est engendrée dans ledit circuit suite à l'effort sur.la pédale de frein, ledit second distributeur comprenant: un corps faisant partie de celui du maître cylindre et comportant une cavité cylindrique interne, un piston de commande coulissant de manière étanche dans ladite cavité et y délimitant une première.chambre reliée au circuit de freinage et une seconde chambre reliée à la fois au réservoir, par un passage ménagé dans le piston de commande> et à l'admission dans le corps du second distributeur, cette admission étant reliée à l'échappement de ladite pompe par un conduit de distribution et à la cavité du maître cylindre, dans laquelle cou- lisse le piston principal du maître cylindre, et un élément formant soupape coopérant avec l'embou- chure du passage ménagé dans le piston de commande, pour interrompre la communication entre cette seconde chambre et le réservoir. Un dispositif de ce genre est décrit dans le brevet fra n ça is n0 77 22110 ainsi que dans le brevet des 2471 891 Etats-Unis d'Amérique n0 4 130 990 et demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne DAS 27 32 135, documents dans lesquels une soupape modulatrice de pression est reliée-à la fois au distributeur du mattre cylindre pour la commande des freins, au dis- tributeur de commande de la direction et, de plus, à la pompe volu- métrique du dispositif. L'invention a donc pour objet un dispositif du genre décrit dans lequel le second distributeur, associé au maître cylindre, est agencé de manière à fonctionner aussi comme soupape modulatrice de pression, afin d'éliminer la soupape distincte modulatrice de pression, faisant partie du dispositif antérieur, en lui étant substituée. L'invention donne un dispositif hydraulique du genre spécifié plus haut, caractérisé en ce que le second distributeur comprend: un piston tiroir coulissant de manière étanche dans ladite seconde chambre et ayant un corps tubulaire refermé à une extrémité opposée au piston de commande et divisant la seconde chambre en deux parties communiquant toutes deux avec l'intérieur du maître cylindre, un élément de commande coulissant de manière étanche dans ledit corps tubulaire du tiroir de manière à y délimiter une troisième chambre qui communique,par un passage radial ménagé dans le corps, à la fois avec ladite admission et un échappement ménagé dans le corps du second distributeur et qui est relié au réservoir par un conduit de retour dans lequel le premier distributeur est inséré, l'extrémité de l'élément de commande, tournée vers l'inté- rieur du corps tubulaire, constituant une soupape ou élément de fer- meture coopérant avec un siège annulaire ménagé sur la surface inté- rieure du corps tubulaire pour interrompre la communication entre lesdits admission et échappement, l'extrémité opposée de l'élément étant à l'extérieur du corps tubulaire et constituant l'élément de fermeture, l'élément tubulaire du tiroir ayant son extrémité fermée constituant une soupape déplaçable d'un siège annulaire associé, agencé dans la cavité pour mettre la troisième chambre en communica- tion avec la partie de la seconde chambre située entre le tiroir et une paroi d'extrémité de la cavité, un premier ressort interposé entre le tiroir et la paroi d'extrémité de la cavité afin de rappeler ladite extrémité, formant soupape, contre son siège, et un second ressort interposé entre le piston et le tiroir. Les objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre d'un exemple pré- féré de réalisation, et des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'un disposi- tif hydraulique selon l'invention; et - la figure 2 est une coupe longitudinale de détail, à échelle agrandie, du Corps 6 de commande représenté sur la figure 1. Sur ces figures, la référence 1 désigne l'ensemble d'un maître cylindre de genre classique, permettant de mettre sous pression deux conduits 2, 3 respectivement reliés aux circuits 4, 5 de freinage des roues avant et arrière du véhicule. lin maître cylindre, analogue à celui représenté a l'exception du distribu- teur associé, est décrit dans la suite et a fait l'objet du brevet français n' 76 34004, du brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4 123 908 et de la demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne DAS 26 51 514. Le maître cylindre 1 comprend un corps 6 à cavité cylindrique 7 dans laquelle coulisse un piston principal 8 relié à une pédale 9 de commande des freins du véhicule. Le dispositif hydraulique comprend un réservoir 9A, connecté par un conduit 10 à l'admission d'une pompe volumétrique 11, un servomoteur 12 de commande de direction du véhicule et un premier distributeur 13 associé à celui-ci. Un second distributeur 14, associé au maître cylindre1, comporte un corps 15 intégré au corps 6 de ce maître cylindre. Une cavité cylindrique 16 est ménagée dans le corps 15 parallèlement à l'axe du maître cylindre. La cavité 16 est fermée à ses extrémités par des éléments 17, 18. Un piston de commande 19 coulisse de manière étanche dans la cavité 16 et y délimite une première chambre entre l'élément 17 et la surface opposée du piston 19 et une seconde chambre 20. La première chambre communique avec les-conduits 3, 2 par des passages respectifs 21, 22 ménagés dans le corps 15 du second distributeur. Par ailleurs, un piston auxiliaire de commande 23 2471891 1 coulisse de manière étanche dans la première chambre et la divise en deux parties communiquant respectivement avec les passages 21, 22. La seconde chambre 20 communique par un passage 24, ménagé dans le piston 19 et un passage 25 ménagé dans le corps 11, avec un conduit 26 relié au réservoir 9a. Cette seconde chambre communique de plus, à ses extrémités, par des passages 26, 27 ménagés dans le corps 15, avec la cavité cylindrique 7 du.-mattre cylindre l contenant le piston principal 8. Un piston tiroir 28, coulissant de manière étanche dans la seconde chambre 20, est un élément tubulaire fermé à son extrémité 29 opposée au piston de commande 19. Un élément de com- mande 30 coulisse de manière étanche dans le tiroir 28 -et y délimite une troisième chambre 31, laquelle communique, par des passages radiaux 32 du tiroir 28, avec des ouvertures d'admission 33 et d'échappement 34 du distributeur 15. L'admission -33 communique avec un conduit 35 relié à l'échappement de la pompe 11, alors que l'échappement 34 du distributeur communique avec un conduit 36 de retour-au réservoir 9a. L'extrémité 32 de l'élément 30 de commande, tournée vers l'intérieur du tiroir 28, constitue une soupape refermant le siège annulaire 37a agencé à l'intérieur du tiroir 28, pour inter- rompre la communication entre l'admission-33 et l'échappement 34. L'extrémité opposée de l'élément 30 est extérieure au tiroir tubu- laire 28, en constituant lui-méme une soupape 38 refermant le dé- bouché du passage 24 ménagé dans le piston de commande 19, pour interrompre la communication entre la seconde chambre 20 et le conduit 28 allant au réservoir ga. L'extrémité fermée 29 du-tiroir tubulaire 28 cons- titue une soupape séparable d'un siège annulaire 39 agencé sur la paroi de la cavité 16, pour connecter la troisième chambre 31 avec la partie de la seconde chambre 20 située entre cette extrémité et la partie d'extrémité de la -cavité 16-délimitée par l'élément 18 de fermeture. Des ressorts hélicoïdaux 40,. 41 sont interposés res- pectivement entre la fermeture 29 et l'élément ou bouchon 18 et entre le piston 19 et le tiroir 28. Le premier distributeur 13, qui commande le fonc- tionnement du servomoteur hydraulique 12 de direction du véhicule, est inséré dans le conduit 36 de retour de l'échappement 34 du distributeur vers le réservoir 9au Le premier distributeur 13 est de type classique comprenant un corps 42 dans lequel coulisse un tiroir 43 relié par une transmission mécanique 44 au volant 45 de direction. Deux ressorts hélicoïdaux 46 sont insérés dans le corps 42, pour rappeler le tiroir 43 en position neutre d'équilibre, correspon- dant à celle du volant 45. Le corps 42 comporte une admission 47 et deux échappements 48 reliés au réservoir 9a.La cavité intérieure du corps 42 relie par ailleurs, à l'aide de deux conduits 49, deux chambres 50 délimitées dans le servomoteur 12 par un piston 51, lequel est relié par sa tige 52 et une connexion rigide 53 au corps 42 de manière à exercer la réaction classiquement, pour ramener automa- tiquement le distributeur 13 en position neutre, après chaque ma- noeuvre. Lorsque le tiroir 43 est en position neutre, l'ouverture 47 est reliée aux deux échappements 48 et ainsi qu'au réservoir 9a. Inversement, lorsque le tiroir 43 est déplacé de sa position neutre, l'admission 47 raccordée par le conduit 36, la troisième chambre 31 du distributeur 14 et le conduit 35, avec ledébit de la pompe 11, communique avec l'une des deux chambres 50;du servomoteur 120 Le dispositif ainsi décrit fonctionne comme suit. Lorsque la pédale 9 de frein est appuyée, le piston principal 8 du maître cylindre est déplacé vers la gauche des figures, ce qui engendre une pression dans les conduits 2, 3 reliés aux cir- cuits 4, 5 des roues avant et arrière du véhicule, tel que décrit dans le brevet français 76 34004. La pression établie dans les conduits 2, 3 est transmise par les ouvertures 21, 22 du second distributeur 14 aux surfaces d'extrémité du piston auxiliaire 23 de commande et à celle du piston 19 tournée vers ce piston 23. Lorsque la pédale 9 n'est pas appuyée, les pistons 23, 19 demeurent en positions fin de course les plus voisines du bouchon 17 par le res- sort 41 interposé entre les pistons 19 et 28. Le dernier est maintenu en position fin de course correspondant au contact de l'extrémité 29 formant soupape contre le siège 39 sous l'action du ressort 40 inter- posé entre le piston 28 et le bouchon 18. Dans cet état, le liquide alimenté par la pompe 11 dans le conduit 35 pénètre dans la troi- sième chambre 31 du distributeur 14 par l'admission 33 et sort de cette chambre par l'échappement 34 pour s'écouler par le conduit 36 et le distributeur 13 et revenir au réservoir 9a.Lorsque, à la suite de l'appui de la pédale 9, la pression exercée dans les circuits 4, 5 de freinage par le maUtre cylindre 1 est transmise aux pistons 19, 23 de commande. Le piston 23 de commande auxiliaire reste en fin de course contre le bouchon, ses surfaces d'extrémité qui sont de même superficie étant soumises à une même pression. Le piston de commande 19, par ailleurs, est déplacé vers la droite, du fait de la pression exercée depuis l'ouverture 22 de son extrémité tournée vers la droite (selon les figures>, en surmontant le rappel du ressort 41, jusqu'à ce que l'embouchure du passage 24 entre au contact de la soupape 38 de fermeture constituée par l'extrémité de l'élément 37. La communication entre la seconde chambre 20 et le conduit 26 reliés au réservoir 9aest interrompue. En continuant son déplacement vers la droite, le piston 19 de commande déplace le tiroir 30 jusqu'à ce que son extrémité 37 porte sur son siège 37a et coupe la commu- nication entre l'admission 33 et l'échappement 34. En conséquence, la pression est engendrée dans la troisième chambre reliée par l'admis- sion 33 au conduit d'alimentation à partir de la pompe 11. Dès que l'extrémité 37 de l'élément 30 porte sur le siège 37a du tiroir tubulaire 28, lequel est repoussé vers la droite (selon la figure), le déplacement du piston 19 de commande se poursuit. L'extrémité 29 du tiroir 28 est écartée du siège 39 en surmontant le rappel du res- sort 40 et met en communication la troisième chambre 31, par le passage 27, avec la cavité cylindrique 7 dans laquelle coulisse le piston principal 8 du maître cylindre 1. La pression engendrée dans cette troisième chambre 31 s'exerce ainsi sur le piston 8 afin d'as- sister l'effort appliqué sur la pédale 9. Cette pression est également transférée par le passage 26 à la partie de la seconde chambre 20 comprise entre le piston de commande 19 et le tiroir 28. Celui-ci est donc soumis à la même pression sur ses deux extrémités de manière, étant rappelé par le ressort 40, à revenir en fin de course, position correspondant au contact de la soupape 29 sur son siège 39. Si la pression de la chambre 20 est supérieure à celle transmise par le conduit 2 et l'ouverture 22, le piston 19 est déplacé vers la gauche, mettant en communication le passage 24 avec la chambre 20, ce qui évacue le liquide de cette chambre dans le réservoir 9a par le conduit 26. La communication entre la chambre 20 et le réservoir 9a est à nouveau interrompue lorsque la pression de cette chambre tombe au-dessous d'une pression telle que le piston 19 soit déplacé vers la droite et amène le contact de l'embouchure du passage 24 et de la soupape 38. Dans cette phase, l'élément 30 de commande peut se déplacer dans le tiroir 28, de sorte que son extrémité 37 est sou- levée de son siège 37a pour maintenir dans la troisième chambre 31 une pression égale à celle de la seconde chambre 20. Lorsque la-pédale 9 de frein est relâchée, le pis- ton 8 revient en position de départ sous le rappel d'un.ressort classique (non représenté) qui équipe le maître cylindre 1. La pression du conduit 2 exercée sur le piston 19 étant suspendue, celui-ci se déplace vers la gauche. sous le rappel du ressort 41. L'embouchure du passage 24 est dégagée de la soupape 38 mettant en communication la chambre 20 avec les passages 263 27 et-la cavité 7 en communication avec le réservoir 9a. En cas de rupture du conduit 2 relié à l'ouverture 22 à la suite du relâchement de la pédale 9, le piston auxiliaire -23 de commande est déplacé vers la droite, sous le rappel de la pression exercée sur son extrémité tournée vers le bouchon 17 par le conduit 3- et l'ouverture 21. Dans son déplacementvers la droite, le piston 23 repousse le piston 19 vers la soupape 38, ce qui actionne le distri- buteur 14, même en l'occurrence dudit incident. En ce qui concerne le seul effet de la commande de direction du véhicule, l'actionnement du volant 45 entraîne le dépla- cement du tiroir 43 de sa position d'équilibre correspondant au déplacement droit ou position neutre du volant. L'échappement de la pompe ll est mis en communication par le conduit 35 avec l'admis- sion 33, la troisième chambre 31, l'échappement 34, le conduit 36, l'admission 47 et l'un des deux conduits 49, avec l'une des chambres 50 du servomoteur 12. Lorsque le tiroir 43 revient en position neutre, le liquide venant de la pompe l1 retourne au réservoir9a par l'échap- pement 48. Lorsque, après une rotation du volant 45, la pédale 9 est appuyée, le dispositif fonctionne comme suit: à la rotation du volant, le tiroir 43 est déplacé de la position neutre interrompant la communication de l'ouverture 47 avec l'échappement. En conséquence, une pression est engendrée dans le- circuit de conduit 35 d'alimen- tation, la troisième chambre 31 du distributeur 14 et la partie du conduit 36 de retour reliant l'échappement 34 à l'admission 47 du distributeur 13. La pression de la troisième chambre 31 maintient le tiroir 30 en fin de course vers l'extrémité du piston 28 tournée vers le piston 19 de commande. Lorsque la pédale de frein 9 est appuyée, la pression transmise par les conduits 2, 3 aux ouvertures 21, 22 entraîne, comme indiqué plus haut, le piston 19 vers la droite, jusqu'à ce que l'embouchure du passage 24 soit contactée par la sou- pape 38. La poursuite de ce déplacement entraîne le déplacement cor- respondant du piston 28, le tiroir 30 étant étroitement associé à ce piston sous la pression de la chambre 31. Ce déplacement amène celui de la soupape 29 d'extrémité de son siège 39, de sorte que la communication est établie entre la troisième chambre 31, les pas- sages 26, 27 et la cavité cylindrique 7 du mattre cylindre. La pres- sion de la pompe 11 est ainsi exercée sur le piston principal 8, assistant l'effort appliqué sur la pédale 9. Le fonctionnement du distributeur 14 est identique depuis ce point à celui décrit plus haut. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Dispositif hydraulique des commandes assistées, notamment de freinage et de direction d'un véhicule automobile, com- prenant: un réservoir, une pompe volumétrique dont l'admission est reliée à ce réservoir, un maître cylindre ayant un piston principal action- nable par la pédale de frein pour engendrer la pression dans le cir- cuit de freinage, un actionneur ou servomoteur hydraulique de com- mande de la direction, un premier distributeur associé à ce servomoteur et commandé par le volant de direction afin de transférer la pres- sion engendrée par ladite pompe au servomoteur, un second distributeur associé audit maître cylindre et commandé par la pression engendrée dans le circuit de freinage par la pompe et transmise au piston principal du maître cylindre, afin d'assister l'effort exercé sur la pédale de frein, de sorte qu'une augmentation de pression est engendrée dans ledit circuit suite à l'effort sur la pédale de frein, ledit second distributeur comprenant un corps faisant partie de celui du maître cylindre et comportant une cavité cylindrique interne, un piston de commande coulissant de manière étanche dans ladite cavité et y délimitant une première chambre reliée au circuit de freinage et une seconde chambre reliée à la fois au réser- voir, par un passage ménagé dans le piston de commande, et à l'admis- sion dans le corps du second distributeur, cette admission étant reliée à l'échappement de ladite pompe par un conduit de distribu- tion et à la cavité du maître cylindre, dans laquelle coulisse le piston principal du maître cylindre, et un élément formant soupape coopérant avec l'embou- chure du passage ménagé dans le piston de commande, pour interrompre la communication entre cette seconde chambre et le réservoir, ce dispositif hydraulique étant caractérisé en ce que le second dis- tributeur comprend: un piston tiroir (28) coulissant de manière étanche dans ladite seconde chambre (20) et ayant un corps tubulaire refermé e une extrémité (29) opposée au piston de commande (19) et divisant la seconde chambre (20) en deux parties communiquant toutes deux avec l'intérieur (7) du mattre cylindre (1), un élément de commande (30) coulissant de manière étanche dans ledit corps tubulaire du tiroir (28) de manière à y délimiter une troisième chambre (31) qui communique par un pas- sage radial (32) ménagé dans le corps, à la fois avec ladite admis- sion (33) et un échappement (34) ménagé dans le corps du second distributeur (14) et qui est relié au réservoir (9a) par un conduit de retour (36) dans lequel le premier distributeur (13) est inséré, l'extrémité (37) de l'élément de commande (30), tournée vers l'intérieur du corps tubulaire, constituant une soupape ou élément de fermeture coopérant avec un siège annulaire (37a) ménagé sur la surface intérieure du corps tubulaire pour interrompre la communi- cation entre lesdits admission et échappement (33, 34), l'extrémité opposée (38) de l'élément (30) étant à l'extérieur du corps tubu- laire et constituant l'élément de-fermeture, l'élément tubulaire du tiroir (28) ayant son extrémité fermée (29) constituant une soupape déplaçable d'un siège annulaire (39) associé, agencé dans la cavité (16) pour mettre la troisième chpmbre (31)-en communica- tion avec la partie de la seconde chambre (20) située entre le tiroir (28) et une paroi d'extrémité de la cavité (16), un premier ressort (40) interposé entre le ti- roir (28) et la paroi d'extrémité de la cavité (16) afin de rap- peler ladite extrémité (29), formant soupape, contre son siège (39), et un second ressort (41) interposé entre le piston (19) et le tiroir. 2. Disposi.if selon la revendication 1, dans lequel le maître cylindre commande deux circuits séparés de freinage des roues avant et des roues arrière, ce dispositif étant caractérisé en ce que le second distributeur (14) comprend de plus un piston auxiliaire (23) de commande coulissant de manière étanche dans ladite cavité (16) entre le piston (19) et une paroi d'extrémité de cette cavité et divisant la première chambre en deux parties communiquant respectivement avec les circuits de freinage séparés (4, ) des roues avant et des roues arrière du véhicule.