Brevet FR2480692A1 — publié le 19811023

La présente invent ion concerne un dispositif- de commande pour le mécanisme à soupape d'un servo- frein et, plus particulièrement, un dispositif de com- mande capable de réduire un jeu ou une course ineffica- ce au cours d'une opération de freinage en améliorant ainsi la sensibilité des freins. Dans un servofrein, l'ouverture ou la fermeture d'un mécanisme à soupape est commandée par une tringle qui est solidarisée mécaniquement à une pédale de frein. Au cours d'une opération de freinage, la pression at- mosphérique est introduite dans une chambre de puissance arrière afin d'appliquer, à un piston de puissance, une différence de pression entre la chambre arrière et la chambre avant, assurant ainsi une fonction d'assistance. Lorsque le frein est relâché, la chambre de puissance arrière n'est plus en-communication avec l'atmosphère et elle est mise en communication avec la chambre de puissance avant, permettant ainsi de ramener le piston de puissance dans sa position inopérante sous la poussée d'un ressort de rappel. Afin d'améliorer la réponse d'un servofrein, il est préférable d'accroître la sec- tion transversale d'un parcours d'écoulement entre la chambre de puissance arrière et l'atmosphère, ainsi qu'entre les deux chambres de puissance, ou encore d'aug- menter la levée du mécanisme à soupape. Toutefois, lorsque la levée du mécanisme à soupape est accrue dans le but d'obtenir une plus grande surface pour le parcours d'écoulement entre les deux chambres, on observe un ac- croissement de la course inefficace ou du jeu de la pé- dale de frein, lequel est requis lorsque cette dernière est enfoncée au départ de sa position inopérante pour amener le mécanisme à soupape à interrompre la communica- tion entre les deux chambres de puissance. En d'autres termes, la sensibilité des freins est altérée. Afin de surmonter cette difficulté, on connaît un dispositif de commande pour un mécanisme à soupape, dans lequel la tringle de manoeuvre est pourvue d'un. organe d'arrêt de telle sorte que, au cours du laps de temps pendant lequel le piston de puissance revient dans sa position inopérante initiale après relâchement de la pédale de frein au départ de sa position opérante, la levée accrue du mécanisme à soupape établisse une plus grande section transversale jusqu!à ce que le.pis- ton de puissance atteigne sa position inopérante, après quoi l'organe d'arrêt qui est solidaire de la tringle de manoeuvre, vient appuyer contre une butée prévue en dehors d'une enveloppe fermée,de façon à empêcher la tringle de manoeuvre de se déplacer librement vers l'ar- rière, maintenant ainsi cette tringle dans une position avancée par rapport au piston de puissance lorsque celui- ci est en position inopérante, tout en maintenant par conséquent, une levée réduite. Toutefois, dans ce système, l'organe d'arrêt doit être situé sur une partie de la tringle de manoeu- vre qui ressort en dehors du piston de puissance, tandis que la butée prévue pour entrer en contact avec cet or- gane d'arrêt doit être disposée sur la surface extérieu- re de l'enveloppe fermée. Il en résulte un accroisse- ment des dimensions du servofrein, ce qui va à l'encon- tre de la tendance récente vers un système de dimensions et d'un poids réduits. En conséquence, un objet de la présente invention est de fournir un servofrein ayant des dimensions et un poids réduits, tout en assurant cependant une sensibili- té de freinage satisfaisante en réduisant au minimum la course inefficace ou le jeu d'unelpédale de frein. On réalise cet objet grâce à un plongeur à sou- pape relié à l'extrémité libre d'une tringle de manoeu- vre et formant un mécanisme à soupape, ce plongeur étant muni d'un organe d'arrêt disposé pour venir buter contre la surface intérieure d'une enveloppe fermée ou contre un support monté sur cette dernière afin de définir la position arrière du pLongeur. soupape lorsque le servo- frein est inopérant. Un autre objet de l'invention est de permettre le réglage de la distance sur laquelle le support s'étend à l'intérieur de l'enveloppe fermée, facilitant ainsi le réglage de la course inefficace de la pédale de frein jusqu'à une valeur pratiquement nulle. D'autres objets et avantages de l'invention ap- paraîtront à la lecture de la description ci-après, en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale d'une forme de réalisation de l'invention; les figures 2 et 3 sont des coupes transversales prises suivant les lignes II-II et III-III de la figu- re 1; la figure 4 est une coupe longitudinale illus- trant les pièces essentielles dans des positions diffé- rentes de celle illustrée en figure 1; et les figures 5, 6 et 7 sont des coupes longitudi- nales illustrant d'autres formes de réalisation de l'in- vention. On décrira ci-après plusieurs formes de réalisa- tion de l'invention en se référant à ces dessins. On se référera tout d'abord à la figure 1 qui illustre une enveloppe fermée 1 constituée d'une moitié avant 2 et d'une moitié arrière 3 disposées bout à bout et entre lesquelles est maintenue une membrane 4. Dans cette en- veloppe, est disposé un piston de puissance 5 à la péri- phérie et à la surface arrière duquel est assujetti le bord périphérique intérieur de la membrane 4. La combi- naison du piston et de la membrane 4 divise l'intérieur de l'enveloppe 1 en une chambre de puissance avant 6 et une chambre de puissance arrière 7. Le piston comprend une partie cylindrique 8 s'étendant vers l'arrière et coulissant dans une ouverture ménagée dans la moitié ar- rière 3 de l'enveloppe, un joint d'étanchéité 9 étant in- tercalé entre la partie cylindrique et l'ouverture. Un ressort de rappel 10 est disposé pour s'étendre entre la surface avant du piston et une paroi-en bout de la chambre de puissance avant 6, poussant ainsi le piston 5 vers l'arrière jusqu'à ce qu'un bourrelet Il formé au- tour de la périphérie intérieure de la membrane 4, vien- ne appuyer contre la moitié arrière 3 de l'enveloppe. Au centre-de la surface avant du piston 5, est ménagée une ouverture 12 dans laquelle l'extrémité arrière 14 d'une tige entraînée 13 vient s'adapter avec un ajustage coulissant. L'extrémité avant de cette tige entraînée 13 s'étend à travers la paroi en bout de la chambre de puissance avant 6, tout en y étant adaptée hermétique- ment au moyen d'un joint d'étanchéité 15 afin de trans- mettre une pression de sortie à un maître-cylindre (non représenté). Un tube à pression négative. 16 est relié à une source de pression négative tel qu'un tuyau de prise d'air d'un moteur ou analogues, l'autre extré- mité de ce tube débouchant dans la paroi en bout de la chambre de puissance avant 6.Un parcours de communica- tion 17 s'étend à travers le piston 5 et débouche à l'in- térieur de la-partie cylindrique 8. Un autre parcours 18 est prévu pour établir une communication entre la chambre de puissance arrière 7 et une chambre intérieu- re 19 communiquant avec l'ouverture 12. Une tringle de manoeuvre 20 s'étend dans la par- tie cylindrique 8 en passant par un filtre à air 21. Cette tringle 20 est introduite par l'ouverture arrière de la partie cylindrique et son extrémité intérieure a une configuration sphérique 22 autour de laquelle est serrée l'extrémité arrière d'un plongeurà soupape 23. Ce plongeur à soupape 23 est monté pour coulisser dans la chambre intérieure 19. Bien qu'elle ne soit pas repré- sentée, l'extrémité arrière de la tringle de manoeuvre -20 est solidarisée à une pédale de frein (non représen- tée). Un organe formant soupape 24 est disposé pour en- tourer la tringle de manoeuvre 20 à un endroit situé en arrière de la partie sphérique 22, cet organe étant cons- titué d'une plaque cylindrique recouverte d'une matière élastique telle que le caoutchouc, tandis qu'il comporte une partie en bout arrière de plus grand diamètre 25 qui est assujettie à la surface intérieure de la partie cy- lindrique 8 en un point intermédiaire de cette dernière. Un ressort de rappel de soupape 26 est disposé entre une butée 28 montée sur une bride intermédiaire 27 de la tringle de manoeuvre 20 et l'extrémité arrière 25 de l'organe formant soupape 24. Un ressort de poussée de soupape 29 est disposé entre un gradin arrière 24a de l'organe formant soupape 24 et le bord avant de la butée 28. Un disque de réaction 30 en une matière telle que le caoutchouc est adapté par-dessus la surface arrière de l'extrémité arrière 14 de la tige entraînée 13 à l'intérieur de l'ouverture 12 o il est légèrement écar- té du plongeur à soupape 23, tout en isolant la chambre intérieure 19 visà-vis de la chambre de puissance avant 6. Un organe d'arrêt 31 sous forme d'une plaque plate est introduit dans une ouverture 32 s'étendant diamétralement à travers le piston 5 et, comme le montre la figure 2, dans cet organe d'arrêt, est ménagée une gorge en U 33 dans laquelle peut coulisser le plongeur - à soupape 23. Les extrémités opposées de l'organe d'ar- rêt 31 ressortent de l'ouverture 32 et sont reliées au bourrelet 11 de la membrane 4 le long de leur périphérie intérieure. Comme le montre la figure 3, l'organe d'ar- rêt 31 est disposé dans l'ouverture 32, de telle sorte qu'il puisse s'y déplacer sur une distance X dans le sens axial du piston de puissance 5. Lorsque le servofrein est inopérant, le piston 5 est poussé, par le ressort de rappel 10, dans sa position de droite illustrée en figure 1, si bien que le bourre- let 11 de la membrane 4 vient buter élastiquement contre la surface intérieure de la moitié arrière 3 de l'en- veloppe 1. Dans cet état, l'organe d'arrêt 31 relié au bourrelet 11 est poussé élastiquement contre la face en bout avant de l'ouverture 32 et la surface arrière du piston 5 qui s'étend dans le même plan que cette derniè- re comme le montrent les figures 1 et 3. D'autre part, conjointement avec la tringle de manoeuvre 20, le plon- geur à soupape 23 est poussé vers la droite (vu en figu- re 1) par le ressort de rappel 26, si bien que la butée 23a formée sur ce plongeur 23 occupe alors une.,position dans laquelle elle vient appuyer contre l'organe d'ar- rêt 31. Dans cet état, l'organe formant soupape 24 est poussé élastiquement, par le ressort de poussée 29, con- tre un siège de soupape 34 formé dans l'extrémité arriè- re du plongeur à soupape 23, interrompant ainsi complè- tement toute communication entre le côté atmosphère de la tige de l'organe formant soupape 24 et la chambre intérieure 19 entourant le plongeur 23. L'organe for- mant soupape 24 est poussé élastiquement contre un siège. de soupape 35 formé dans le piston de puissance 5 ou il est situé à l'opposé de ce siège en en étant légèrement écarté. Lorsque la pédale de frein est enfoncée, dans cet état inopérant, pour entraîner la tringle de manoeu- vre 20 vers l'avant à l'encontre de la force du ressort de rappel de soupape 26, l'organe formant soupape 24 est entraîné dans une position dans laquelle il vient appuyer élastiquement et à fond contre le siège de soupape 35, interrompant ainsi toute communication entre le parcours 17 et la chambre intérieure 19, ou entre les deux cham- bres de puissance 6 et 7. Par la suite, à mesure que le siège de soupape 34 défini dans le plongeur à soupape 23 s'éloigne du bord avant de l'organe formant soupape 24 pour laisser pénétrer l'air dans la chambre de puissance arrière 7 via la chambre intérieure 19 et l'autre par- cours de communication 18, le piston 5 est entraîné vers l'avant à l'encontre de la-force du ressort de rappel , amenant ainsi la tige entraînée 13 à actionner le maître-cyl indre pour y acheminer un liquide de frei- nage sous pression. La levée maximum du mécanisme à soupape est déterminée par le jeu l' ménagé entre la bu- tée 23a et un gradin Sa formé dans le piston de puis- sancè 5 (voir figure 1). Lorsque la pédale de frein est relâchée, con- jointement avec la tringle de manoeuvre 20, le plongeur a soupape 23 se déplace vers la droite par rapport au piston 5 sous la force élastique du ressort de rappel de soupape 26. Comme le montre la figure 4, la butée 23a prévue sur le plongeur à soupape 23 se déplace alors contre l'organe d'arrêt 31, poussant ainsi élastiquement celui-ci contre la face en bout arrière de l'ouverture 32. A ce moment, le siège de soupape 34 du plongeur à soupape 23 vient appuyer contre l'organe formant sou- pape 24, interrompant ainsi la communicationrentre la chambre de puissance arrière 7 et l'atmosphère, tout en amenant l'organe formant soupape 24. à s'éloigner du siège de soupape 35 afin d'établir une communication en- tre les deux chambres de puissance 6, 7. En outre, l'espace libre compris entre l'organe formant soupape 24 et le siège de soupape 35 est accru d'une distance cor- respondant à la course i de l'organe d'arrêt 31 dans l'ouverture 32, comparativement à celui existant lorsque le servofrein est inopérant. En conséquence, la chambre de puissance arrière 7 communique avec la chambre de puissance avant 6 via un parcours d'écoulement dont la section transversale est accrue, permettant ainsi de ré- duire la pression interne de la chambre arrière 7 à une valeur égale à celle de la pression régnant dans la cham- bre avant 6. En conséquence, le piston 5 est ramené ra- pidement dans sa position initiale sous la force élasti- que du ressort de rappel 10. Dans les conditions illustrées en figure 4, tandis que le piston de puissance 5 est poussé vers la droite par le ressort de rappel 10 et que le bourrelet 11 de la membrane 4 est poussé élastiquement contre la moitié arrière 3 de l'enveloppe 1, l'organe d-'arrêt 31 cesse de se déplacer vers l'arrière, tout en provoquant simultanément l'arrêt du mouvement de recul du plongeur à soupape.23. D'autre part, le piston de puissance 5 continue à se déplacer vers l'arrière jusqu'à ce que la face en bout avant de l'organe d'arrêt 31 vienne ap- puyer contre la face en bout avant de l'ouverture 32 et la surface arrière du piston 5, moment auquel ce dernier est immobilisé, si bien que l'espace libre compris entre l'organe formant soupape 24 et le siège de soupape 35 est réduit d'une distance!, comme le montre la figure 1. Dans cet état, l'organe formant soupape 24 vient prendre *appui contre le siège de soupape 35 ou se trouve face à ce dernier en en étant légèrement écarté. En conséquen- ce, lorsque la pédale de frein est à nouveau enfoncée pour actionner le servofrein, le circuit hydraulique est immédiatement branché par le mécanisme à soupape. De la sorte, une sensibilité de freinage satisfaisante est assurée même si une levée accrue est établie entre l'organe formant soupape 24 et le siège de soupape 35 au cours du mouvement de recul du piston 5. Bien que, dans la forme de réalisation décrite ci-dessus, l'organe d'arrêt 31 soit disposé pour pouvoir coulisser par rapport au plongeur à soupape 23, ces deux éléments peuvent également être solidaires. Une telle forme de réalisation est illustrée en figure 5 dans la- quelle un organe d'arrêt 40 est assemblé au plongeur à soupape 23 de telle manière qu'il ne puisse se déplacer axialement par rapport à ce dernier. Dans cette forme- de réalisation, lorsque le servofrein est inopérant, un ressort de rappel de soupape (non représenté) immobilise l'organe d'arrêt 40, le plongeur à soupape 23 et la tringle de manoeuvre 20 dans des positions dans les- quelles l'organe d'arrêt 40 est poussé élastiquement contre la moitié arrière 3 de l'enveloppe 1, tandis que le ressort de rappel 10 immobilise le piston 5 dans une position dans laquelle une saillie 4a formée sur la mem- brane 4 est poussée élastiquement contre cette moitié d'enveloppe 3. A ce stade, l'organe d'arrêt 40 est si- tué en un point intermédiaire de la longueur de l'ou- verture 32 avec, à l'avant, un espace libre ô' et, à l'arrière, un espace libre i. En conséquence, il est évident que cette forme de réalisation remplit la même fonction que celle décrite précédemment. On peut prévoir un élément permettant de régler la dimension de l'espace libre I lorsqu'on adopte le système illustré en figure 5. Une telle forme de réa- lisation est illustrée en figure 6 dans laquelle un boulon 41 faisant office de support est vissé à un en- droit déterminé dans la moitié arrière 3 de l'enveloppe 1. L'organe d'arrêt 40 est poussé élastiquement contre l'extrémité libre de ce boulon 41. Ce dernier est nor- malement fixé à la moitié arrière 3 de l'enveloppe au moyen d'un écrou 42 après avoir intercalé un joint d'étanchéité 43 entre ces derniers. Dans ce système, moyennant un réglage de la longueur d'extension du bou- lon 41 par rapport au piston 5 qui est supporté élasti- quement par la moitié arrière 3 de l'enveloppe, on peut régler la position de butée de l'organe d'arrêt 40, fa- cilitant ainsi le réglage de la course inefficace ou du jeu de la pédale de frein qui peut être maintenu prati- quement à zéro moyennant un réglage précis de l'espace libre R ou de la position qu'occupe l'organe formant sou- pape 24 par rapport au siège de soupape 35. L'élément de réglage précité peut être utilisé pour déterminer une position d'arrêt du piston 5. La figure 7 illustre une telle forme de réalisation dans laquelle, moyennant un réglage de la longueur d'exten- 2480692. - 10 - sion du boulon 41, on peut déterminer une position d'arrêt du piston 5, réglant ainsi la position qu'oc- cupe l'organe d'arrêt 40 par rapport à l'ouverture 32. Evidemment, on peut envisager de régler pratiquement à zéro le jeu du la course inefficace de la pédale de frein. Bien que certaines formes de réalisation de l'invention aient été illustrées et décrites ici à ti- tre d'exemple, il est entendu que l'on peut envisager un certain nombre de modifications sans se départir de l'esprit et du cadre de l'invention. - il - REVENDICATIONS: 1. Servofrein dans lequel une pression hydrau- lique appliquée à un piston de puissance (5) est contrôlée par un mécanisme à soupape en réponse à un mouvement d'une tringle de manoeuvre (20) solidarisée mécaniquement à une pédale de frein, ce mécanisme à soupape comprenant un plongeur à soupape (23) qui est relié à l'extrémité libre (22) de la tringle de manoeuvre (20), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de commande pour le mécanisme à soupape, le plongeur à soupape (23) comportant un organe d'arrêt (31) destiné à limiter sa position arrière en venant buter contre la surface intérieure d'une enveloppe fermée-(l) ou sur un support monté sur cette dernière lorsque le servofrein est inopérant. 2. Dispositif de commande suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'arrêt (31) a la forme d'une plaque plate comportant une gorge (33) en U dans laquelle vient s'engagerle plongeur à soupage (23). 3. Dispositif de commande suivant la revendication 2. caractérisé en ce que l'organe d'arrêt (31) est disposé pour venir buter contre la surface intérieure de l'envelop- pe fermée (1) à l'intervention d'un bourrelet (11) formé autour de la périphérie intérieure d'une membrane (4) re- liée au piston de puissance (5). 4. Dispositif de commande suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe d'arrêt (31) est soli- darisé au plongeur à soupape (23). 5. Dispositif de commande suivant la revendica- tion 4, caractérisé en ce que l'organe d'arrêt (31) peut être amené en contact direct avec la surface intérieure de l'enveloppe fermée (1). 6. Dispositif de commande suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le support est constitué d'un boulon (41) qui est vissé dans l'enveloppe fermée (1) et dont l'extrémité libre ressort dans cette dernière. 7. Dispositif de commande suivant-la revendica- tion 6, caractérisé en ce que le boulon (41) est disposé pour venir buter contre l'organe d'arrêt (40). 8. Dispositif de commande suivant la revendica- - 12 - tion 6, caractérsié en ce que le boulon (41) est dispDs& pour venir buter contre le piston de puissance 15). 9. Dispositif de commande suivant la revendica- tion 6, caractérisé en ce que la longueur d'extE:icn du boulon (41) dans l'enveloppe (1) est réglable.