Brevet FR2470717A1 — publié le 19810612

La présente invention concerne un dispositif actionneur hydraulique pour freins, notamment pour freins d'un véhicule automobile comportant un système de régulation antiblocage, ce dispositif étant muni d'une source de fluide de pression et d'un système de vanne commandé par la pédale de frein, le fluide de pression parvenant, par le système de vanne assurant le réglage, dans une chambre de commande qui est bordée par un piston pousseur agissant sur un piston d'un maître- cylindre, ce piston pousseur pouvant être actionné par la pédale de frein en l'absence de fourniture de fluide par ladite source de fluide de pression. Avec de tels dispositifs actionneurs de freins, l'homme de l'art se trouve confronté au problème d'avoir à aménager, pour une installation de freinage actionnable hydrauliquement, un dispositif de secours autorisant l'application des freins en cas de défaillance du circuit d'actionnement hydraulique. Un tel système d'actionnement est connu par la demande de brevet allemand DE-OS 23 07 817. Le système de vanne comprend deux pistons, le premier d'entre eux glissant dans un alésage que le deuxième comporte. Ce deuxième piston est en liaison mécanique avec le piston pousseur d'un dispositif actionneur hydraulique. Le piston pousseur est mécaniquement lié au piston du maître-cylindre. En cas d'application du fluide de pression, le piston pousseur s'écarte du deuxième piston du système de vanne et actionne le maître-cylindre. La pression introduite, qui actionne le piston pousseur, agit alors aussi sur le deuxième piston du système de vanne. En cas de commande à l'amplitude maximale, le piston pousseur est à une distance notable du contact mécanique, de sorte que, s'il y a une défaillance de la pression dans le circuit hydraulique, la poursuite du freinage commencé exige que le premier piston vienne en contact mécanique avec le deuxième piston du système de vanne pour être déplacé avec ce deuxième piston jusqu'à la condition de contact mécanique avec le piston pousseur. Cela implique une importante course de la pédale, de sorte que celle-ci doit être agencée en tenant compte de l'éventualité d'un tel cas d'urgence. Il en résulte qu'un espace important est mobilisé à l'intérieur du véhicule du fait de l'agencement de la pédale de frein, car les autres organes de commande du véhicule doivent être disposés à la hauteur de la pédale de frein. En outre, des courses de pédale très importantes conduisent à une position inappropriée pour le conducteur. La course à vide précédant l'actionnement mécanique du piston du maîtrecylindre a des effets particulièrement néfastes dans le cas des systèmes dits à maîtres-cylindres jumelés. Si la pression du circuit hydraulique est défaillante, les deux maîtres-cylindres doivent être actionnés mécaniquement par la pédale de frein. Or, dans le cas o les pistons pousseurs des deux maîtres-cylindres occupent des positions différentes parce qu'il y a eu intervention d'un système régulateur antiblocage, les courses à vide, à parcourir jusqu'à ce que les deux pistons pousseurs soient en contact mécanique (en cas de défaillance de la pression dans le circuit hydraulique), sont différentes. Lors d'un freinage de secours, si les deux pistons pousseurs occupent une position défavorable, il peut en résulter que seul l'un des maîtres-cylindres va établir la pression nécessaire, alors que la montée en pression dans le deuxième maîtrecylindre sera différée. Il en résulte un allongement de de la distance de freinage. En outre, le freinage de secours risque d'être compromis par un blocage possible du dispositif d'actionnement mécanique. Lors d'un actionnement mécanique normal, le deuxième piston et la tringlerie d'actionnement avec les deux pistons pousseurs sont soumis à des forces qui s'equilibrent lors de la transmission d'un effort. Mais, si un seul piston pousseur vient au contact, le mécanisme des pistons du système de vanne est soumis à un couple qui conduit au blocage du dispositif d'actionnement mécanique. Tout freinage de secours est alors exclu. La présente invention a pour objet de réaliser un dispositif actionneur de freins avec lequel la course à vide, en cas d'action- nement de secours, sera réduite à un minimum. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que la chambre de commande est limitée par un piston situé en face du piston pousseur, et qu'une communication pour le fluide, allant du système de vanne à la chambre de commande, est ouverte pour une position de repos définie, cette communication étant fermée en cas de mouvement du piston hors de sa position de repos. Avec un tel agencement, on est assuré que le fluide de pression pourra toujours agir sur le piston pousseur, si le système est intact. Par contre, si la pression dans le circuit hydraulique est défaillante, le piston est déplacé par la tige d'actionnement, et la communication servant à l'écoulement de fluide de la première à la deuxième chambre de pression est fermée. Il s'établit ainsi, dans, la chambre de commande, un volume de fluide non variable. Le piston pousseur, quelle que soit la position qu'il occupait au moment de la défaillance du circuit hydraulique, peut continuer à être sollicité en pression par le piston. Côté pédale de frein, il ne faut parcourir qu'une course minimale en cas de défaillance du circuit hydraulique. Le conducteur ne décèlera la défaillance du circuit hydraulique que.par la nécessité d'exercer un effort plus grand sur la pédale de frein. Comme cette dernière ne présente, quant à sa position, aucune différence sensible par rapport à la position normale, le conducteur est en mesure, tout en étant en position assise normale, d'appliquer la force appro- priée à la pédale de frein. Sur la communication de fluide de pression, on peut aussi agencer un système de vanne, par exemple une soupape à basculement, que le piston maintient ouvert lorsqu'il est en position de repos. Cela est facile à réaliser par une forme particulière du piston. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, la chambre de commande est divisée en une première chambre de pression bordée par le piston pousseur et en une deuxième chambre de pression bordée par le corps ou carter, et le fluides'écoulant du système de vanne jusqu'à la deuxième chambre de pression, parvient, par une commu- nication comportant une soupape antiretour, dans la première chambre de pression, le piston maintenant ouverte, lorsqu'il est dans une position de repos définie, une communication pour un écoulement du fluide-de la première à la deuxième chambre de pression. On crée ainsi la possibilité de réaliser, par un déplacement relativement faible du piston hors de sa position de repos, la fermeture de la communication permettant un écoulement du fluide. Le diamètre de cette communication peut être maintenu à une valeur très faible, car l'écoulement du volume nécessaire lors d'une action de commande s'effectue par la soupape antiretour. La communication doit simplement assurer que la pression dans la chambre de commande peut décroître lors de la fin d'un freinage de l'installation. La communication pour un écoulement du fluide de la première à la deuxième chambre de pression peut être réalisée de façon simple si, lorsqu'il est à sa position de repos, le piston maintient la soupape antiretour ouverte. Si cette dernière est agencée dans une ouverture axiale aménagée dans le piston, et si la communication pour un écoulement du fluide de la première à la deuxième chambre de pression est agencée dans la paroi de la chambre de commande, on peut alors utiliser des composants auxquels il n'y a pas lieu d'imposer des impé- ratifs poussés. Comme élément obturateur simple pour cette communi- cation, on peut utiliser le piston lui-même, de façon qu'elle soit fermée en cas de déplacement du piston hors de sa position de repos. Il n'y a pas besoin de joint d'étanchéité supplémentaire si l'étanchéité du piston dans la chambre de commande est réalisée par un joint à lèvre qui ferme la communication lors du déplacement du piston hors de sa position de repos. En outre, l'ouverture dans le piston peut être fermée par le joint à lèvre et peut constituer avec celui-ci la soupape anti- retour. Une telle forme de réalisation permet d'utiliser des composants connus d'un maître-cylindre usuel. Les ouvertures dans le piston sont avantageusement des rainures agencées axialement sur sa périphérie, de sorte que ces ouver- tures sont bordées par la paroi du corps ou carter lors du montage du piston. Le piston présente avantageusement, saillant avec étanchéité hors du corps, un prolongement qui peut être amené mécaniquement en liaison avec la tige d'actionnement. Si le piston dans la chambre de commande est réalisé de façon à être équilibré quant aux effets de la pression, aucune force ne sera exercée sur ce piston lors d'une commande par le système de régulation antiblocage. Cela peut âtre obtenu simplement en faisant glisser, avec étanchéité, un prolongement du piston dans le piston pousseur. Ce prolongementglissant avec étan- chéité dans le piston pousseurpossède le même diamètre que le prolon- gement saillant hors du corps. S'il y a un intervalle axial entre la face extrême du prolongement et le piston pousseur, ce dernier peut être déplacé en fonction de ce qui est imposé par le système de régulation antiblocage, même en cas de commande à l'amplitude maximale en présence d'un piston déplacé. En cas de défaillance du joint à lèvre, une liaison mécanique directe avec la pédale de frein est assurée. L'afflux de fluide à la deuxième chambre de pression et le départ de fluide de la première chambre de pression sont commandés par des électrovannes qui sont actionnées en fonction des signaux de commande venant du système de régulation antiblocage. Si le piston pousseur est sollicité, dans le sens inverse de celui de l'actionnement, par la pression du fluide fourni par le système de vanne, on peut alors, s'il y a une régulation antiblocage, provoquer un rappel actif du piston pousseur. Cela est obtenu d'une façon techniquement simple par le fait que le piston pousseur est étagé et sollicité par le fluide, par une surface annulaire. Afin que la commande ne soit pas trop fortement influencée par une telle forme de réalisation, la pression est appliquée à la surface annulaire par l'intermédiaire d'un moyen d'étranglement de la pression du fluide. On est ainsi assuré qu'en cas d'application des freins, il y aura une montée suffisamment rapide de la pression dans le maître- cylindre attelé au dispositif. Ce n'est que lorsque la pression est présente devant le piston pousseur pendant un temps assez long que, par le moyen d'étranglement, la pression correspondante s'établit- aussi sur la surface annulaire du piston pousseur, dans le sens inverse de celui de l'actionnement. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et de la figure unique jointe qui représente un système actionneur selon l'invention, suivi d'un maître-cylindre sur lequel agit le piston pousseur de ce système. Le corps ou carter du système d'actionnement de freins consiste, pour l'essentiel, en un tube 1 dont des sections 2 à 6 ont des diamètres différents. Les diamètres des sections successives sont croissants, en partant de la section 2. Le tube I est fermé par un bouchon 7 qui vient se placer dans les trois sections 4, 5 et 6. Par vissage au moyen d'un filet hélicoïdal 8, le bouchon 7 est immobilisé dans la section 5, la profondeur de vissage étant déterminée par le contact du bord 9 du bouchon 7 contre l'épaulement 10 de transition de la section 4 à la section 3. Grâce à des éléments d'étanchéité Il et 12, le bouchon est en contact étanche au fluide de pression dans les sections 4 et 6. La chambre 13 d'admission de pression, aménagée dans la section 5 du tube par une rainure axiale dans la périphérie du bouchon 7, est ainsi rendue étanche vis-à-vis de l'atmosphère et de l'intérieur du tube. Le bouchon 7 présente un alésage axial débouchant dans la chambre intérieure du tube I et constituant la chambre de commande 14. Un piston 15 partage cet alésage axial en une première et une deuxième chambre de pression 16, 17. La première chambre de pression 16 est bordée par un piston pousseur 20 qui est réalisé en piston étagé et qui glisse, avec étanchéité, dans les sections 2 et 3. Le piston 15 présente un prolongement 18 qui fait saillie,avec étanchéité, hors du bouchon 7 et peut être mis en liaison mécanique avec la pédale de frein non repré- sentée. Un autre prolongement 19 du piston 15 fait saillie dans un alésage 21 aménagé coaxialement dans le piston pousseur 20. Grâce à un élément d'étanchéité 22, le prolongement 19 peut coulisser axialement et avec étanchéité dans l'alésage 21. Les diamètres des prolongements 18 et 19 sont égaux, de sorte que le piston 15 offre les mêmes surfaces actives dans les chambres de pression 16, 17. Comme le piston étagé 20 prend sa position de repos au voisi- nage de l'épaulement 10, et comme c'est au moyen d'éléments d'étan- chéité 23, 24 qu'il glisse dans les sections 2 et 3, il en résulte qu'une chambre de pression 25 est ainsi formée dans la section 3, entre le piston pousseur 20 et la paroi du tube 1. Dans la section 2, le piston pousseur 20 est en contact, par sa face 26, avec un piston 27 d'un maître-cylindre 28. Ce dernier comporte une partie à diamètre réduit 29 qui est filetée et par laquelle il est vissé dans la section 2. Un ressort 30, prenant appui contre cette partie 29 du maîtrecylindre, agit sur la face 26 du piston pousseur et maintient celui-ci, dans la position de repos représentée, contre le bord 9 du bouchon vissé 7. Afin de permettre aux divers pistons de se mouvoir dans leurs guides et l'un par rapport à l'autre, la chambre 31 de l'alésage 21, isolée par le joint d'étanchéité 22, communique, par une ouverture 33, avec la chambre intérieure 32 de la section 2, laquelle communique avec l'atmosphère par un orifice 34. Les chambres remplies de fluide de pression 13, 16, 17 communiquent entre elles par un système de canaux particulier. Afin de permettre au fluide de passer librement de la chambre d'admission 13 à la deuxième chambre de pression 17, des trous radiaux 35 sont prévus dans le bouchon 7. L'écoulement du fluide de la deuxième chambre de pression 17 à la première chambre de pression 16 est obtenuen premier lieu, par des ouvertures axiales traversantes 36 situées au niveau du joint à lèvre 37 qui assure l'étanchéité du piston 15 dans la chambre de commande 14. Ces ouvertures sont avantageusement créées par des rainures agencées axialement sur le pourtour extérieur. Ces ouver- tures 36,obturées par le joint à lèvre 37, ont un effet de soupape anti- retour, puisqu'elles autorisent seulement un écoulement du fluide de la deuxième vers la première chambre de pression. Pour l'écoulement du fluide de la première chambre de pression 16 à la deuxième chambre de pression 17, ou encore à la chambre d'admission de pression 13, il est prévu dans le bouchon 7 un trou radial 38 constituant un trou de compen- sation. Lorsque le piston 15 est à sa position de repos, ce trou 38 se trouve, dans la direction axiale, immédiatement en avant du joint à lèvre, dans la première chambre de pression 16. La chambre de pression 16 communique avec un réservoir de compensation par une ouverture 39 et une électrovanne 40. C'est par l'ouverture 41 et l'électrovanne 42 que la chambre d'admission de pression communique avec la conduite 43 amenant le fluide de pression d'un système de vanne au dispositif actionneur. La chambre de fluide de pression 25 est reliée à la conduite 43 par l'intermédiaire d'une vanne de pression de rappel ou d'un étranglement 44. Avant d'aborder le fonctionnement, il convient de présenter quelques remarques relatives à l'actionnement d'un système de vanne et à la liaison mécanique entre le prolongement 18 et la pédale de frein non représentée. On distingue deux modes d'utilisation essentiels. Dans le premier mode, le piston 15 peut être couplé au système de vanne commandant la pression de façon telle que, pour commander ce dernier, le prolongement 18 doit être déplacé axialement par l'inter- médiaire de la pédale de frein. Dans ce cas, le fond 45 de l'alésage 21 est séparé de la face 46 du prolongement 19 par une distance x qui correspond à la course de pédale donnée par le simulateur de course lors de l'actionnement hydraulique. En cas de commande hydraulique, avec amplitude maximale, du dispositif actionneur, le piston pous- seur 20, commandé par les vannes 40 et 42, peut revenir jusqu'à sa position de repos représente pour soulager -le maître-cylindre 28 rattaché au dispositif, sans que ce piston pousseur 20 vienne en contact mécanique avec le piston 15. Dans le deuxième mode, le piston 15 reste au repos en cas de fonctionnement normal et n'entre en liaison mécanique avec la pédale de frein, cela par l'intermédiaire du prolongement 18, que si le circuit de fluide de pression fournissant la force est défaillant. Le dispositif représenté fonctionne comme suit. En cas de commande conduisant à une application hydraulique normale du fluide de pression en fonction de la position de la pédale de frein non représentée, le piston 15 reste au repos. Le fluide de pression par-vient dans la chambre de pression 13 via la conduite 43, l'électrovanne 42 (ouverte en l'absence de courant) et l'ouverture 41. Par l'alésage 35, il s'écoule dans la deuxième chambre de pression 17 d'o il peut s'écouler dans la première chambre de pression 16 en passant par les ouvertures 36 autour du joint à lèvre 37. De même, le fluide peut aller de la chambre d'admission 13 à la chambre de pression 16 par le trou de compensation 38, la majeure partie du volume du fluide de pression passant toutefois dans la première chambre de pression par les ouvertures 36. Le piston 13 est conçu et réalisé de façon que la section efficaceexposée à la pression dans la première chambre de pression 16, soit égale à la section efficace dans la deuxième chambre de pression 17. Le piston 15 est donc équilibré en pression. Dans la première chambre de pression 16, la poussée présente sur la surface du piston pousseur 20 est déterminée par (d3 - d1l)Â14. Cette poussée va déplacer le piston 20 vers le maitre-cylindre 28 et, ce faisant, entraîner le piston 27 de ce maître-cylindre. La force agissant ainsi sur le piston du maître-cylindre va établir la pression de freinage désirée dans la chambre de pression de ce maîtrecylindre 28. Lorsque le freinage est terminé, la pression dans - 20 la première chambre de pression 16 ne peut décroître que par le trou de compensation 38, puisque le joint à lèvre 37 ferme alors les ouver- tures 36. Si, au cours d'un freinage, le système antiblocage détecte un risque de blocage de la roue, il peut alors, par les vannes 40 et 42, réduire la pression et rétablir l'équilibre. Afin d'accélérer la réaction du piston pousseur 20 lorsqu'un abaissement de la pression de freinage est prévu, la chambre de pression 25 communique, par l'intermé- diaire d'une vanne ou étranglement de pression de rappel 44, avec la conduite 43 du circuit de pression. Ainsi, une force de pression est exercée, dans le sens correspondant au desserrage du frein, sur une surface annulaire déterminée par (d3 - d2)r/4. Ainsi, le piston pousseur 20 reçoit un rappel actif. Si le circuit de fluide de pression est défaillant à la suite d'un défaut, le prolongement 18 va être mécaniquement lié à la pédale de frein après accomplissement par celle-ci d'une certaine course qui correspond à l'amplitude de commande hydraulique maximale. Le piston 15 est alors, grâce au trou de compensation 38, déplacé vers l'avant de 2 4 7 0 7 1 7 façon que lapremière chambre de pression 16 soit séparée du circuit de fluide défaillant. Le volume invariable du fluide hydraulique, qui est alors présent dans la chambre 16, agit, en tant que transmetteur de force, sur le piston 20, de sorte que l'on peut appliquer un freinage d'urgence. L'avantage de ce dispositif apparaît de façon encore plus manifeste dans le cas o la défaillance du circuit hydraulique survient au cours d'un freinage. Si l'on considère le cas o la commande a eu lieu avec l'amplitude maximale, le piston 20 a été déplacé d'une course importante vers le maître-cylindre 28. Alors, si le circuit de fluide hydraulique devient défaillant, la pression dans la première chambre de pression 16 ne peut, dans l'hypothèse d'une vanne 40 fermée, décroître que très lentement par le trou de compensation. Le conducteur, qui a déjà pressé la pédale jusqu'au bout de la course de commande hydraulique, dispose déjà, dans cette position, d'une liaison de trans- mission de force au piston 15. En présence d'un effet de freinage décroissant, le conducteur va presser la pédale avec une force accrue, mais l'enfoncement de la pédale ne va alors augmenter que de façon peu importante. Après franchissement du trou de compensation, ce qui ne correspond qu'à un déplacement très faible de la pédale, le conducteur peut poursuivre son freinage, cela toutefois en déployant une force notablement accrue. Il apparaît donc que la forme de réalisation rela- tivement simple du dispositif permet d'économiser une importante course de déplacement de la pédale et que le conducteur dispose donc d'une course de pédale suffisante pour un freinage de secours. Bien entendu, l'exemple de réalisation décrit n'est nullement limitatif de l'invention. 24 70 717 REVENDICATIONS 1. Dispositif actionneur hydraulique pour freins, notamment pour freins d'un véhicule automobile comportant un système de régulation antiblocage, ce dispositif étant muni d'une source de fluide de pression et d'un système de vanne commandé par la pédale de frein, le fluide de pression parvenant, par le système de vanne assurant le réglage, dans une chambre de commande qui est bordée par un piston pousseur agissant sur un piston d'un maître-cylindre, ce piston pousseur pouvant être actionné par la pédale de frein en l'absence de fourniture de fluide par ladite source de fluide de pression, ce dispositif étant caractérisé en ce que la chambre de commande (14) est limitée par un piston (15) situé en face du piston pousseur (20), et en ce qu'une communication pour le fluide (38), allant du système de vanne à la chambre de commande (14), est ouverte pour une position de repos du piston (15) définie, cette communication (38) étant fermée en cas de mouvement du piston (15) hors de sa position de repos. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un système de vanne, qui est maintenu ouvert par le piston (15) lorsque celui-ci est au repos, est agencé sur la communication de fluide de pression (38). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un piston (15) partage la chambre de commande (14) en une première chambre de pression (16) bordée par le piston pousseur (20) et en une deuxième chambre de pression (17) bordée par le corps (1, 7), et en ce que le fluide,s'écoulant du système de vanne jusqu'à la deuxième chambre de pression (17),parvient, par une communication (36) comportant une soupape antiretour (37), dans la première chambre de pression (16), le piston (15) maintenant ouverte, lorsqu'il est dans une position de repos définie, une communication (38) pour un écoulement du fluide de la première à la deuxième chambre de pression. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que, lorsqu'il est à sa position de repos, le piston (15) maintient ouverte la soupape antiretour faisant office de communication pour un écoulement du fluide de la deuxième à la première chambre de pression. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la soupape antiretour est agencée dans une ouverture axiale (36) aménagée dans le piston (15) et en ce que la communication (38) pour un 2 4 7 0 7 1 7 écoulement du fluide de la première à la deuxième chambre de pres- sion (16, 17) est agencée dans la paroi de la chambre de commande (14). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la communication (38) est fermée par le piston (15) lorsque celui-ci se déplace hors de sa position de repos. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le piston (15) est monté étanche dans la chambre de commande (14) par un joint à lèvre (37) qui, lors d'un déplacement du piston (15) hors de sa position de repos, obture la communication (38). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'ouverture (36) dans le piston (15) est fermée par le joint à lèvre (37) et constitue avec celui-ci la soupape antiretour. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les ouvertures (36) dans le piston (15) sont des rainures agencées axialement sur sa périphérie. 10.o Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le piston (15) fait saillie,avec étanchéité, hors du corps (1, 7) par un prolongement (18). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le piston (15) est équilibré quant aux effets de la pression. 12. Dispositif selon l'une des revendications 9 ou 10, carac- térisé en ce que le piston (15) glisse, avec étanchéité, dans le piston pousseur (20) par un prolongement (19). 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que la face extrême (46) du prolongement (19) est séparée du piston pousseur (20) par une distance axiale (x). 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'afflux de fluide provenant de la première chambre de pression (16) est commandé par des électrovannes (40, 42) en fonction de signaux de commande fournis par le système de régulation antiblocage. 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le piston pousseur (20) peut être sollicité dans le sens inverse de celui de l'actionnement, par la pression du fluide fourni par le système de vanne. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le fluide peut solliciter le piston pousseur (20) sur une surface annulaire. 17. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le piston pousseur (20) peut être sollicité par la pression du fluide par l'intermédiaire d'un moyen d'étranglement (44).