Brevet FR2508858A1 — publié le 19830107

La présente invention, concernant le frei- nage des véhicules, est plus spécifiquement relative à un renforçateur hydraulique pour un système de freinage de véhicule, le renforçateur étant du genre comprenant un corps enveloppe présentant un perçage, une entrée destinée à être reliée à une source de fluide hydraulique sous pression élevée et une sortie destinée à être reliée à un réservoir à fluide hydraulique, et un piston de ren- forcement, servant à actionner un ensemble de maitre-cy- lindre, qui se déplace dans le perçage, le piston de ren- forcement étant en fonctionnement avancé dans le perçage en réponse à la mise sous pression d'une chambre de ren- foreement par du fluide provenant de la source, la mise sous pression de la chambre de renforcement étant comman- dée par un organe formant vanne de commande, pouvant être actionné pour commander l'alimentation et l'évacuation du fluide en réponse à un effort à l'entrée appliqué à un organe d'entrée actionné par pédale. Afin de faciliter l'installation dans un espace limité et également de maintenir le coût du maté- riel et son poids, il est souhaitable de réaliser un ren- forçateur du genre exposé de façon qu'il soit aussi court que possible dans le sens axial et également d'établir un ensemble combiné de renforçateur et de maltre-cylindre pour qu'il soit axialement aussi court que possible De plus, pour des renforçateurs du genre exposé, il est souhaitable qu'ils "réagissent à la force de sortie", c'est à dire qu'ils devraient être construits de façon qu'une réaction ou "sensation" sur la pédale dépende de l'effort appliqué à l'ensemble de maltre-cylindre et ne soit pas affectée par la grandeur de la pression de renforcement agissant sur le piston de renforçateur. Conformément à la présente invention, dans un renforçateur hydraulique du genre exposé, l'organe d'entrée actionné par pédale se déplace dans un perçage ménagé dans le piston de renforcement et, en fonction- nement, une force de réaction provenant de l'ensemble de maitre-cylindre est ramenée par l'intermédiaire du ren- forçateur à l'organe d'entrée et par l'intermédiaire d'un mécanisme réducteur, de façon à produire une réaction sur la pédale qui est pratiquement non directement af- fectée par la grandeur de la pression de renforcement, le piston de renforcement comprenant un ensemble télescopique en deux parties, dont une partie avant par l'intermédiaire de laquelle la réaction est transmise au mécanisme réduc- teur, qui se loge à l'intérieur d'un évidement disposé entre les deux parties relativement mobiles du piston de renforcement. En faisant en sorte que l'organe d'entrée se déplace dans un perçage ménagé dans le piston de ren- forcement, ceci permet au piston de renforcement de faire saillie à partir de l'extrémité extérieure du corps enve- loppe, ce qui fait que le renforçateur est en porte-à- faux (On dit qu'un renforçateur est en porte-à-faux lors- qu'une partie appréciable de la longueur de course du piston de renforcement ou de l'organe d'entrée est située à l'extérieur du corps enveloppe) Ceci présente l'avan- tage qu'il faut moins d'espace dans le sens axial, car la course de pédale est limitée par le piston de renforcement ou l'organe d'entrée se déplaçant vers l'avant lors du fonctionnement, plutôt que par le corps enveloppe Egalement la longueur totale du renforçateur est réduite par la grandeur supplémentaire de la profondeur de l'évidement dans le piston de renforcement dans lequel le mécanisme réducteur est logé Ainsi le renforçateur est compact dans le sens axial et la longueur effective d'un ensemble com- biné de renforçateur et de mattre-cylindre peut être main- tenue à une valeur minimale en s'arrangant pour que le mattre-cylindre soit également "en porte-à-faux", ce qui est obtenu en le plaçant dans un creux ménagé dans l'ex- trémité avant du corps enveloppe du renforçateur. En outre le renforçateur "réagit à la force de sortie" et l'usager ne se rendra pas compte de la pression de renforcement; des variations quelconques de la pression de renforcement dues à l'inertie ou"l'hystérésis" du joint ne seront pas ressenties sur la pédale Bien que l'hysté- résis du renforçateur puisse être importante, l'hystérésis apparente sur la pédale sera relativement faible. Le mécanisme réducteur est normalement placé entre des parties relativement mobiles, de façon à per- mettre que la réaction soit transmise régulièrement en retour à la pédale Le choix de l'emplacement du mécanisme réducteur entre des parties relativement mobiles du pis- ton de renforcement permet de simplifier la construction et l'assemblage du renforçateur. De préférence l'organe formant vanne de commande lui-même constitue un moyen de transmission de poussée par l'intermédiaire duquel l'effort de réaction provenant de l'ensemble de maître-cylindre est transmis du mécanisme réducteur à l'organe d'entrée, sans qu'il soit utile de prévoir de moyen de transmission supplémentaire qui serait séparé et indépendant de l'organe vanne de commande. L'organe formant vanne de commande agit sur le mécanisme réducteur par l'intermédiaire d'un organe de transmission de poussée L'organe vanne peut comprendre un tiroir se déplaçant dans le perçage ménagé dans le piston de renforcement. 2 r' Le mécanisme réducteur peut comprendre un bouchon déformable, par exemple en caoutchouc. Le piston de renforcement a un contour en gradin comprenant au moins deux portions espacées dans le sens axial, ayant des diamètres différents, sur la partie arrière du piston de renforcement, dont la première portion, la plus en arrière, de plus petit diamètre, se déplace au travers d'un premier joint dans le corps enveloppe et la deuxième portion, de plus grand diamètre, porte un joint vers l'arrière présentant un engagement hermétique coulis- sant avec une partie complémentaire du perçage du corps enveloppe. De préférence le piston de renforcement présente trois portions axialement espacées, ayant au moins deux diamètres différents, la troisiè me portion incluse dans la partie avant, porte un joint vers l'avant comportant un engagement hermétique coulissant avec une partie complémen- taire du perçage dans le corps enveloppe. De préférence il y a trois chambres qui sont définies dans le perçage du renforçateur La chambre de renforcement est définie entre le premier joint du corps enveloppe et le joint arrière porté par le piston de ren- forcement, une chambre de pression, à laquelle l'entrée est reliée, étant définie entre un deuxième joint dans le corps enveloppe et l'un des joints portés par le piston, et une chambre d'évacuation, à laquelle la sortie est reliée, étant définie entre le deuxième joint prévu dans le corps enve- loppe et l'autre joint porté par le piston Il est commode que la chambre de pression soit disposée entre la chambre de renforçement et la chambre d'évacuation L communication entre la chambre de renforcement et la chambre de pression, ainsi qu'entre la chambre de renforcement et la chambre d'évacuation, est commandée par l'organe formant vanne de commande Dans une position de repos la chambre de renfor- çement est reliée à la chambre d'évacuation et, lorsque le renforçateur est en service, la chambre de pression est reliée à la chambre de renforcement. Il est avantageux que les trois chambres soient construites et disposées dans le corps enveloppe, entre le perçage et le piston de renforcement, de façon que, dans une position de repos, la source de fluide hydraulique étant agissante, le fluide dans la chambre de pression agisse 3 Q sur une première région du piston de renforcement pour le soumettre à une force qui le sollicite dans une position rétractée et, dans une position de travail, le fluide sous pression élevée soit admis dans la chambre de renforcement et agisse sur une deuxième région du piston pour le soumettre à une force qui le sollicite dans une direction de travail pour l'application des freins. Au moins une région peut comprendre une face du piston située à l'endroit d'une variation de dia- mètre Suivant une autre solution, au moins une région peut être constituée par la différence des aires des faces disposées de manière opposée et ayant des surfaces dif- férentes sur le piston, qui sont soumises à des pressions égales. L'invention sera mieux illustrée et comprise par la description ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple, avec référence au dessin ci-annexé, sur lequel on voit, à la figure unique, une coupe longitudinale d'un renforçateur hydraulique pour un système de freinage hydraulique de véhicule. Le renforçateur hydraulique représenté sur la figure unique comprend un corps enveloppe 1 dans lequel il a été ménagé un perçage longitudinal 2 en gradins, une entrée 3 destinée à être reliée à une source de fluide so Us pression élevée, qui peut être convenablement un accumulateur 4, et une sortie 5 destinée à être reliée à un réservoir à fluide 6 Un piston de renforcement 7 à contour en gradin, qui sert à faire fonctionner un en- semble de martre-cylindre (non représenté) se déplace dans le perçage 2 Le piston 7 présente lui-même un perçage en gradin 8 et comprend un ensemble télescopique en deux parties comportant une partie avant 47 et une partie arrière 48 Un organe d'entrée, ayant la forme d'un piston 9, se déplace dans la partie 10 la plus en arrière du perçage 8 et est actionné par une tige d'entrée 11 reliée à une pédale (non représentée) Un organe 12 formant vanne de commande se déplace également dans le perçage 8 dans une partie 13 à plus petit diamètre et commande la mise sous pression d'une chambre de renforçement 14 délimitée dans le perçage 2 L'organe vanne de commande 12 peut fonction- ner en réponse à une charge (ou effort) appliquée au pis- ton d'entrée 9 Un mécanisme réducteur 15 se loge dans un évidement 16 disposé entre les parties 47 et 48, dépla- çables relativement, du piston de renforcement 7 et agit pour transmettre un effort de réaction du maitre-cylindre à la pédale, de façon à procurer une réaction sensiblement non affectée par la grandeur de la pression du renforçateur. La partie avant 47 du piston 7 comporte une partie avant 17 de plus grand diamètre se déplaçant dans un manchon 18 qui est maintenu de manière étanche dans l'ex- trémité avant ouverte du corps enveloppe pour faire bloc dans le perçage 2 La partie avant 47 comporte une partie 24 à diamètre réduit se déplaçant dans un perçage 49 de la partie arrière 48 La partie arrière 48 comporte plusieurs portions, à savoir, une portion intermédiaire 19 de plus petit diamètre et de longueur appréciable, qui coulisse à l'intérieur d'un épaulement radial 29 situé à l'extrémité intérieure du manchon 18, une portion d'extrémité arrière 21 ayant un diamètre sensiblement plus petit que la por- tion 19 qui coulisse le long d'une partie 22 du perçage 2 à l'extrémité arrière du corps enveloppe 1, et une portion 23 située entre les portions 19 et 21, ayant pratiquement le même diamètre que celui de la partie 17 de plus grand diamètre. La partie 17 porte un joint avant 26 assu- rant l'herméticité avec le manchon 18 et la portion 23 porte un joint arrière 27 se raccordant hermétiquement avec le perçage 2 Un premier joint 28 est logé dans la paroi de la partie de perçage 22, pour réaliser une application hermétique avec la partie arrière 10 et l'épaulement 20 fournit une butée pour maintenir un deuxième joint 29, qui est un joint composite et assure l'étanchéité entre la portion intermédiaire 19 et le manchon 18 et également entre le manchon 18 et le perçage 2. La chambre de renforcement 14 est délimitée dans le perçage 2 entre le premier joint 28 et le joint arrière 27 monté sur le piston de renforçement 3 Une cham- bre de pression 30 est définie entre le joint arrière 27 et le deuxième joint 29 et est reliée en permanence à l'entrée 3 La pression dans la chambre 30 agit sur la face de la portion 23 pour solliciter le piston de renforcement 3 à se déplacer vers l'arrière Une chambre d'évacuation 31 est délimitée entre le deuxième joint 29 et le joint avant 26 et reliée en permanence à la sortie 4 par un passage ra- dial 32 ménagé dans le manchon 18 La chambre d'évacuation 31 communique également avec une chambre 33 ménagée dans le perçage 8 par l'intermédiaire de la fente 25 existant dans la partie arrière 48 du piston de renforçement 7. La communication entre les chambres est ré- glée par l'organe vanne 12 Cet organe 12 comprend un tiroir 34 qui est actionné par l'intermédiaire du piston d'entrée 1 o 9 Le tiroir 34 présente un passage axial 35 allant de la chambre 53 à la partie de perçage 10 se trouvant à l'extré- mité avant du piston d'entrée 9 Le passage diamétral 356 dans le tiroir 34 règle la communication entre le passage axial 35 et un passage radial 37 prévu dans le piston 7, qui mène à la chambre de renforcement 14 Un évidement an- nulaire 38 dans le tiroir 34 règle la communication entre un passage radial 39 ménagé dans le piston de renforcement 7 et allant à la chambre de pression 30, et un passage incliné allant à la chambre de renforcement 14 A son extrémité avant, le tiroir 34 agit sur un organe de sortie 41 par l'in- terrnédiaire d'un organe de poussée 42, coulissant dans le perçage de la partie arrière 48, du mécanisme réducteur 15 et de la partie avant 47 Ce mécanisme réducteur comprend un bloc de réaction 43 en caoutchouc, lequel est distant, comme représenté, de l'extrémité avant de l'organe de pous- sée 42 Le bloc 43 à un diamètre appréciable et s'appuie contre la face arrière de la partie 24 adjacente, ayant pratiquement la même aire Une tête plus large 44 de l'or- gane de sortie 41 porte contre la face avant en regard de la partie 24 Un ressort 45 agit entre le piston 7 et l'or- gane de poussée 42 de façon à maintenir le tiroir 34 dans la position rétractée représentée. Dans la position rétractée représentée, la chambre d'évacuation 31 se trouve en communication avec la chambre de renforcement 14 La pression dans la chambre de pression 30 agit sur le piston de renforcement 7 pour le solliciter à venir dans la position rétractée. 8 2508858 Lorsque la pédale est manoeuvrée cour action- ner le renforçateur, le tiroir 34 est avancé dans son per- çage 13, tout d'abord pour couper la communication entre les passages 35 et 37 de façon à isoler la chambre de ren- forcement 14 de la chambre d'évacuation 31 et par la suite de façon à placer la chambre de pression 30 et la chambre de renforcement 14 en communication par l'intermédiaire de l'évidement 38 Le fluide sous pression élevée agit dans la chambre de renforcement 14 l sur une aire égale à la dif- férence des surfaces des parties 23 et 21, qui est plus grande que l'aire de la face opposée de l'extrémité voisine de la chambre de pression 30 sur laquelle la pression agit également Il en résulte une force nette appliquée au piston de renforcement 7, ainsi sollicité dans la direction d'ap- plication du frein, de façon à faire fonctionner le martre- cylindre avec une poussée transmise à l'organe de sortie 41 à partir de la partie avant 47 par l'intermédiaire du bloc de réaction 43. La réaction de la charge (ou effort) appli- quée au maître-cylindre agit en sens inverse et est trans- mise par l'organe de sortie 41 et la partie 47 au bloc 43, ce qui déforme le bloc 43 contrairement à l'organe de pous- sée 42 Ainsi une partie de la charge appliquée au mattre- cylindre est ramenée sur la pédale de frein par l'intermé- diaire de l'organe de poussée 42, du tiroir de vanne 34 et du piston d'entrée 9 pour fournir une réaction ou "sensation" sur la pédale. Lorsque la force de réaction sur la vanne de commande dépasse légèrement l'effort appliqué par la pédale, le tiroir 34 se déplace relativementvers l'arrière jusqu'à ce que la communication soit coupée entre la chambre de pression 30 et la chambre de renforcement 14 Dans cette position le renforçateur se trouve dans la position de zéro, dans laquelle les trois chambres 14, 3 ( et 51 sont isoléds les unes des autres. Si la charge à l'entrée est réduite, le bloc de réaction 43 sollicite le tiroir 54 à venir vers l'arrière sur une nouvelle distance Ceci rétablit la communication entre les deux chamnbres 31 et 14 en permettant une réduc- tion de la pression dans la chambre de renforcement 14. Lorsque la charge d'entrée est complètement supprimée, les pièces sont ramenées à leurs positions rétractées par les forces agissant vers l'arrière, qui sont appliquées par le bloc 43, la chambre de pression 30 et le ressort 45. Dans le cas d'un manque de fonctionnement de la source de pression, après avoir absorbé un jeu, l'or- gane de poussée 42 porte contre le bloc 43 et après un petit déplacement la charge d'entrée est transmise par te l'intermédiaire de la partie avant 47 à la tige de sortie 41. Au cours du fonctionnement du renforçateur, la compression du bloc de caoutchouc 43 transmet des forces entre les parties 47, 48 qui produisent le mouvement rela- tif de ces dernières Normalement les blocs de caoutchouc sont situés entre des pièces relativement mobiles, de sorte que la charge de réaction est transmise en retour de façon régulière à la pédale L'emplacement du bloc 43 entre les parties de piston de renforcement 47 et 48 permet de simplifier la construction et l'assemblage du renforçateur. Le renforçateur est établi de façon à être court dans le sens axial, tandis que le piston de renfor- cement 7 et le piston d'entrée 9 sont en porte-à-faux comme exposé ici. En outre, dans le renforçateur, les chambres 14 et 31, qui sont normalement reliées au réservoir, sont disposées aux extrémités opposées de la chambre de pression Toute fuite au-delà des joints, aux extrémités opposées de la chambre de pression 30, est par conséquent renvoyée au réservoir. Le renforçateur décrit ci-dessus peut inclure un maître-cylindre hydraulique en porte-à-faux dont le corps entre à l'intérieur de l'extrémité intérieure du corps enveloppe du renforçateur et le piston primaire est actionné par accouplement avec lui de l'organe de sortie 41. J{EV 1 i NDICAT'I O NS 1 Renforçateur hydraulique pour un système de freinage de véhicule, le renforçateur étant du genre comprenant un corps enveloppe présentant un perçage, une entrée destinée à être reliée à une source de fluide hy- draulique sous pression élevée et une sortie destinée à être reliée à un réservoir à fluide hydraulique, et un pis- ton de renforcement, servant à actionner un ensemble de mattre-cylindre, se déplaçant dans le perçage, le piston de renforcement étant avancé, lors du fonctionnement, dans le perçage en réponse à la mise sous pression d'une chambre de renforcement par du fluide provenant de la source, la mise sous pression de la chamnbre de renforce- ment étant commandée par un organe formant vanne de com- mande, pouvant être actionné pour commander l'alimentation et l'évacuation du fluide en réponse à une charge d'entrée appliquée à un organe d'entrée actionné par pédale, ledit renforçateur étant caractérisé en ce que l'organe d'entrée ( 9) actionné par pédale se déplace dans un perçage ( 8) ménagé dans le piston de renforcement ( 7) et en ce que lors du fonctionnement une charge de réaction provenant de l'ensemble de mattre-cylindre est renvoyée par l'in- termédiaire du renforçateur à l'organe d'entrée ( 9) par l'intermédiaire d'un mécanisme réducteur ( 15), de façon à fournir une réaction sur la pédale qui est sensiblement non directement affectée par la grandeur de la pression de renforcement, le piston de renforcement ( 7) comprenant un, ensemble télescopique ( 47, 48) en deux parties, incluant une partie avant ( 47) par l'intermédiaire de laquelle la réaction est transmise au mécanisme réducteur ( 15), le mécanisme réducteur ( 15) se logeant dans un évidement ( 16) disposé entre les deux parties relativement mobiles ( 47, 48) du piston de renforcement ( 7). 2 Renforçateur hydraulique selon revendication 1, caractérisé en ce que l'organe formant vanne de commande ( 12) lui-même constitue un moyen de transmission de pous- sée par l'intermédiaire duquel la charge de réaction provenant il de l'ensemble de mattre-cylindre est transmise à partir du mécanisme réducteur ( 15) à l'organe d'entrée ( 9) sans qu'il soit prévu de moyen de transmission supplémentaire séparé et indépendant de l'organe vanne ( 12). 3 Renforçateur hydraulique selon revendica- tion 1 ou 2, caractérisé en ce que l'organe vanne ( 12) agit sur le mécanisme réducteur ( 15) par l'intermédiaire d'un organe de transmission de poussée ( 42). 4 Renforçateur hydraulique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe formant vanne de commande ( 12) comprend un tiroir ( 34) se déplaçant dans une partie de perçage ( 13) ménagée dans le piston de renforcement ( 7). Renforçateur hydraulique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mé- canisme réducteur ( 15) comprend un bouchon déformable ( 43). 6 Renforçateur hydraulique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston de renforcement ( 7) est à contour en gradin comportant au moins deux portions axialement espacées ( 21, 23) de dia- m Ytresdifférents sur la partie arrière ( 48) du piston de renforcement ( 7) dont la première portion( 21) arrière à plus petit diamètre se déplace à travers un premier joint ( 28) dans le corps enveloppe ( 1) et la deuxième portion ( 23) à plus grand diamètre porte un joint arrière ( 27) se raccordant de façon coulissante et hermétique avec une partie complémentaire du perçage ( 2) dans le corps enveloppe ( 1). 7 Renforçateur hydraulique selon la reven- dication 6 caractérisé en ce que le piston de renforcement ( 7) comprend trois portions axialement espacées ( 21, 23, 17) ayant au moins deux diamètre différents, dont la troi- sième portion ( 17), incluse dans la partie avant ( 47), porte un joint avant ( 26) se raccordant de façon coulis- sante et hermétique avec une partie complémentaire du per- çage ( 2) dans le corps enveloppe ( 1). 8 Renforçateur hydraulique selon revendication 7, caractérisé en ce que la chambre de renforcement ( 7) est 12 2508858 définie entre le premier joint ( 2 b) dans le corps enveloppe et le joint arrière ( 29) porté par le piston de renforce- ment ( 7), en ce qu'une chambre de pression ( 30) à laquelle l'entrée ( 3) est reliée est définie entre un deuxième joint ( 29) dans le corps enveloppe et l'un des joints ( 27) portés par le piston de renforcement ( 7) et en ce qu'une chambre d'évacuation ( 31) à laquelle la sortie ( 5) est reliée est définie entre le deuxième joint ( 29) dans le corps enveloppe et l'autre joint ( 26) porté par le piston de renforcement ( 7). 9 Renforçateur hydraulique selon revendi- cation 8, caractérisé en ce que la chambre de pression ( 30) est disposée entre la chambre d'évacuation ( 31) et la chambre de renforcement ( 14). 10 Renforçateur hydraulique selon revendi- cation 8 ou 9, caractérisé en ce que les trois chambres ( 14, 3 Q, 31) sont construites et disposées dans le corps enveloppe entre le perçage ( 2) et le piston de renforcement ( 7), de façon que la source de fluide hydraulique ( 4) étant agissante et le renforçateur en position de repos, le fluide dans la chambre de pression ( 30) agit sur une pre- mière région du piston de renforcement ( 7) pour le soumettre à une force qui le sollicite à venir dans une position ré- tractée et que, le renforçateur étant en position de tra- vail, le fluide est admbis à la chambre de renforcement ( 7) et agit sur une deuxième région du piston ( 7) en lui appli- quant une force qui le sollicite dans la direction d'appli- cation du frein. 11 Renforçateur hydraulique selon revendi- cation 10, caractérisé en ce qu'au moins une dite région comprend une face du piston de renforcement ( 7), située à l'endroit d'une variation de diamètre. 12 Renforçateur hydraulique selon revendi- cation 10, caractérisé en ce qu'au moins une région est cons- tituée par la différence des aires de faces disposées en opposition, de surfaces différentes sur le-piston ( 7), qui sont soumises à des pressions sensiblement égales.