Brevet FR2509805A1 — publié le 19830121

L'invention concerne un amplificateur de force hydraulique, notamment pour actionner au moins un piston de ma tre-cylindre dans une installation de freinage d'un véhicule automobile, cet amplificateur comportant un piston amplificateur et, spatialement séparée de ce piston, une soupape située en un endroit fixe, pour commander la communication entre une chambre de pression et une source de pression ou un réservoir sans pression Il comporte en outre, entre une tige-piston actionnable par pédale et un organe de commande de la soupape, un dispo- sitif pour transmettre le déplacement de la tige-piston, ladite soupape prenant, dans la condition de non-freinage, sous l'effet de moyens élas- tiques, une position dans laquelle est établie une communication entre la chambre de pression et le réservoir sans pression. Pour actionner des pistons de maîtres-cylindres dans des installations de freinage de véhicules automobiles, on connaît des ampli- ficateurs de force hydrauliques dans lesquels la soupape de freinage se trouve dans le piston amplificateur Le piston amplificateur présente une gorge périphérique qui, avec le carter, forme un espace annulaire relié à la source de pression Lorsqu'on applique une force à la tige- piston couplée au tiroir de commande de la soupape, celui-ci est déplacé, par rapport au carter de la soupape, de façon à interrompre la communi- cation entre une chambre de pression et un réservoir sans pression, et à amener des trous radiaux pratiqués dans le carter de soupape et dans la soupape à se recouvrir de façon que du fluide de pression parvienne dans la chambre de pression De tels amplificateurs hydrauliques présentent l'inconvénient qu'il faut prévoir, sur le piston amplificateur, des moyens d'étanchéité qui sont constamment exposés à la pression de la source de pression Ces moyens d'étanchéité sous haute pression exercent des forces de frottement notables sur les éléments entrant en contact avec eux, de sorte qu'il faut commencer par introduire une pression rela- tivement importante dans la chambre de pression avant qu'il y ait dépla- cement du piston amplificateur Pendant cette phase de commande, une force de réaction importante est déjà perceptible à la pédale du fait de l'application de pression à la tige-piston, malgré qu'aucune pression de freinage ne soit encore établie Lorsque la pression nécessaire à la mise- en mouvement du piston amplificateur est atteinte dans la chambre de pression, le piston amplificateur se met subitement en mouvement et établit, avec une rapidité correspondante, une pression de freinage rela- tivement grande dans le système de freins Il enzrésulte que le confort de freinage est affecté lors des freinages relativement faibles, car un dosage fin de la force de freinage est alors difficilement réalisable. Le rappel du piston amplificateur exige, pour surmonter les forces de retenue des joints haute pression, de puissants ressorts de compression qui sont relativement lourds. Un dispositif ayant les caractéristiques des amplificateurs du genre considéré, mais évitant les inconvénients précités, est connu par la demande de brevet allemand DE-OS 23 64 111 Cet amplificateur hydrau- lique connu présente une tige-piston liée à une pédale de frein et pénétrant, par son extrémité éloignée de cette pédale, dans la chambre *de l'amplificateur o elle est reçue par un trou borgne du piston ampli- ficateur Ce piston est muni d'un prolongement sur lequel est articulé un levier dont l'autre extrémité attaque la soupape Entre le point d'articulation du levier et l'extrémité de celui-ci attaquant la soupape, il est prévu un tourillon qui tourillonne sur un dispositif de retenue, lequel est mobile en translation sur la tige-piston et est maintenu, par une force élastique, sur une position éloignée de la pédale. Cet agencement connu présente l'inconvénient que les axes de la soupape et du piston amplificateur ne peuvent être disposés que de façon sensiblement parallèle l'un à l'autre, c'est-à-dire qu'il est impos- sible de choisir librement l'angle formé par ces axes. La présente invention a pour objet de réaliser un amplifi- cateur hydraulique simple, du genre mentionné au début, mais dans lequel les axes de la soupape de freinage et du piston amplificateur pourront avoir une position angulaire mutuelle quelconque. Selon l'invention, ceci est obtenu par le fait qu'un tube flexible est fixé à la soupape et au piston amplificateur, et par le fait qu'un élément de longueur constante est disposé dans une cavité axiale de ce tube flexible dans lequel il peut être déplacé, cet élément étant engagé d'une part sur un organe de commande de la soupape et, d'autre part, sur la tige-piston Cette configuration conduit en parti- culier à cet avantage que la soupape de freinage peut, dans tous les cas, être placée selon la disposition la plus avantageuse compte tenu des contingences d'installation C'est notamment à bord des véhicules auto- mobiles que cela est très intéressant,si l'on considère la densité d'implan- tation des autres équipements C'est de manière avantageuse un élément du genre câble, ou encore une tige élastique, sollicitable en traction et en compression en direction axiale, qui est placé dans le tube flexible et qui transmet les forces de traction et de compression en direction axiale. Dans une variante de réalisation, les extrémités du tube flexible sont aménagées sous forme de cylindres dans lesquels sont guidés des pistons qui sont liés, l'un à l'organe de commande de la soupape, l'autre à la tige-piston, et la cavité axiale du tube flexible, entre ces pistons, est remplie de fluide hydraulique C'est alors à une commande hydraulique que la pédale de frein est associée Lorsqu'une force d'actionnement est exercée sur la pédale, le piston lié à la tige- piston est enfoncé plus loin dans le cylindre, de sorte que la colonne de liquide à l'intérieur du tube flexible est déplacée vers la soupape. Le piston attaquant la soupape accomplit alors forcément un déplacement qui, si les cylindres ont même diamètre, correspond au déplacement de la tige-piston. Une forme de réalisation particulièrement simple du point de vue de la construction peut être obtenue si la chambre de pression est reliée à un ensemble piston-cylindre actionnable par un amplificateur à dépression connu ea soi Ce n'est alors que lors d'un freinage que l'ensemble piston-cylindre produit une pression amplifiée qui est appliquée à la chambre de pression de l'amplificateur hydraulique On fait alors l'économie d'un accumulateur haute pression et d'une pompe pour charger celui-ci, de sorte que l'on obtient une réalisation parti- culièrement économique Si, pour produire de la pression, on utilise un amplificateur à dépression, il est alors particulièrement avantageux que la soupape soit réalisée sous la forme d'une soupape à double siège qui, dans la position de non-freinage, établit une communication entre les chambres de l'amplificateur à dépression et une source de dépression, et qui, dans la condition de freinage, met à la pression atmosphérique la chambre éloignée de l'ensemble piston-cylindre. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints o: la figure I représente un amplificateur de force hydraulique avec soupape commandée mécaniquement; la figure 2 représente un amplificateur avec soupape commandée hydrau- liquement; et la figure 3 représente une installation de freinage avec amplificateur hydraulique et amplificateur à dépression. Les éléments équivalents sont dotés de références identiques. Sur la figure 1, la référence I désigne un corps ou carter dans lequel est aménagé un alésage 3 recevant un piston amplificateur 2. Ce piston 2 présente, à son extrémité située à gauche sur le dessin, une bague d'étanchéité 4, et se trouve, par l'intermédiaire d'une tige de poussée 5, en liaison avec un maître-cylindre non représenté Pour rappeler le piston amplificateur 2 à la position de non-freinage, il est prévu un ressort de compression 6 La face terminale de droite (à droite sur le dessin) du piston 2 est munie de canaux de passage axiaux 7 amé- nagés dans son pourtour extérieur et, dans la position de non-freinage représentée, vient au contact d'une butée 8 appartenant au carter. Coaxialement au piston amplificateur 2, il est prévu une tige-piston 9 qui, d'un côté, sort du carter I par un guidage étanche et a son extré- mité liée à une pédale de frein 10, tandis que, de l'autre côté, son autre extrémité saillant dans une chambre Il de l'amplificateur est munie d'un collet 12 qui est dirigé radialement vers l'extérieur et qui, dans la position de non-freinage, est en butée contre le carter 1 La face extrême de droite du piston amplificateur 2 et la face extrême de gauche de la tige-piston 9 sont, dans la position de repos représentée, séparées par un intervalle axial "s" tout en étant en vis-à-vis La. surface périphérique du piston amplificateur 2 est munie d'une rainure radiale 13, de sorte que seules des portions de cette surface périphé- rique du piston amplificateur 2 sont au contact de la paroi de l'alé- sage 3, cela dans la région des faces d'extrémité Une rainure longi- tudinale 14 est prévue entre les zones du piston amplificateur 2-guidées dans l'alésage 3. Partant de la face d'extrémité que comporte le piston amplifi- cateur 2 du côté droit sur le dessin, un trou axial 15 conduit à la rainure longitudinale 14 et reçoit la première extrémité d'un tube flexible 16 A cette extrémité, ce tube flexible 16 est muni de saillies axiales 17, 18 qui l'empêchent de glisser axialement dans le trou axial 15 L'extrémité libre du tube flexible 16 sortant du piston amplificateur 2 est amenée à une soupape 19 qui, de façon connue en soi, est constituée d'un corps de soupape 20 et d'un tiroir de commande 21. L'extrémité du tube flexible 16 dirigée vers la soupape 19 est aménagée de façon à se-terminer sous la forme d'un corps 22 à symétrie de révo- lution, lequel prend appui d'une part contre le corps 20 de la soupape et d'autre part, contre des saillies 23 du carter 1 Ainsi, le corps 20 de la soupape, monté sur une portée fixe, est maintenu sur une position définie par rapport à l'extrémité du tube flexible 16 Le corps 20 de la soupape dispose d'une rainure radiale 24 qui, par un raccord 25, est reliée à une source de pression 26 Un autre raccord 27 de l'amplifica- teur de force hydraulique est raccordé à un réservoir 28 sans pression. Par des canaux 29, 30 dans le corps de la soupape, et par des canaux radiaux 3 l, 32 et le trou axial 33 dans le tiroir de commande 21, la chambre de pression li est, selon la position du tiroir de commande 21 par rapport au corps 20 de la soupape, reliée soit Rà la source de pression 26 soit au réservcir sans pression 28. Le tiroir de cor mande 21 présente, à sonr extrémité située à gauche sur le dessin, un collet 34 contre lequel est appuyé un ressort de compression 35 portant contre le corps 20 de la soupape Sous l'effet de la force de ce ressort 35, le tiroir de commande 21 de la soupape s'appuie contre le corps de réfïrence 22 et se trouve alors dans une position pour laquelle la chambre de pression I est reliée au raccord 27 et au réservoir sans pression 28, via le canal radial 31, le trou axial 33 et le canal 30 dans le corps 20 de la soupape. Un élément 36 sollicitable en traction et en compression, cct élément étant du genre Sable ou bien étant une tige souple capable de transmettre des forces de traction et de compression, est guidé dans le tube flexible 16 et, R l'aide d'embouts de rattachement 37, 38, est lié, d'une part,à la tige-piston 9 et, d'autre part, au tiroir de commande 21 de la soupape 19. Le fonctionnement de l'amplificateur de force hydraulique est expliqué en détail ci-après Si l'on exerce une force d'actionnement sur la pédale de frein 10, la tige-piston 9 est alors déplacée vers la gauche ("gauche" sur le dessin), et 1 'intervalle axial "s" entre le piston 2 de l'amplificateur et la tige 9 d linue Cette course de commande accomplie par la tge 9 se transmet, par l'élément du genre câble 36, au tiroir de commande 21 de la soupape 19, de sorte qu'il y a d'abord interruption de la communication entre 1 chambre de pression 11 et le réservoir sans pression 28, puis établissement d'une communication entre la chambre de pression Il et la source de pression 26 La pression amenée dans la chambre dc pression Il sollicite la surface efficace de la tige-piston 9, de sorte qu'une force de réaction correspondante peut être perçue sur la pédale de frein 10 En outre, la face droite du piston 2 de l'amplificateur est sollicitée en pression Lorsque la pression dans la chambre de pression Il a atteint la valeur nécessaire pour surmonter les forces de frottement de la bague d'étanchéité 4, le piston 2 de l'amplificateur se met en mouvement vers la gauche, de sorte que l'intervalle axial "s" entre ce piston 2 et la tige-piston 9 augmente et que le tiroir de commande 21 de la soupape 19 subit un retrait corres- pondant Dans chaque condition de freinage, un accroissement ou une dimi- nution de la pression dans la chambre 11 est ensuite constamment possible, en fonction de la force exercée sur la tige 9, l'intervalle axial "s" restant quasiment constant Dans la position de non-freinage, le tiroir de commande 21 de la soupape 19 revient à la position de repos dans laquelle la chambre de pression Il n'est plus sous pression du fait de la liaison au réservoir sans pression 28. Sur la figure 2, un corps cylindrique 39, 40, dans lequel un piston 41, 42 est guidé à coulissement, est inséré dans chacune des extrémités du tube flexible 16 Par son extrémité non en regard du tube flexible, le piston 41 est ancré, par la pièce de raccordement 38, dans la tige-piston 9 à laquelle il est solidarisé Le piston 42 est axia- lement solidarisé au tiroir de commande 21 de la soupape 19 L'inté- rieur 43 du tube flexible 16 est rempli de fluide hydraulique 44 Si une force agit sur la tige-piston 9, l'intervalle axial "s" est, là encore, d'abord réduit, et le piston 41 s'enfonce davantage dans le corps rylin- drique 39, la colonne de fluide 44 se déplaçant vers la soupape 19 Ce déplacement de la colonne de fluide 44 a pour effet que le piston 42 fixé au tiroir de commande 21 coulisse hors du corps cylindrique 40, cela en proportion de la course de commande appliquée à la tige 9, et que du fluide est admis dans la chambre de pression 11 Pour le reste, les formes de réalisation représentées sur les figures 1 et 2 sont fonctionnellement identiques, de sorte que les commentaires applicables au fonctionnement de l'exemple selon la figure 1 sont également valables pour celui selon la figure 2. Sur la figure 3 est représentée une installation de freinage avec maîtrecylindre en tandem 45, dans laquelle le fluide de pression pour l'amplificateur hydraulique de force de freinage est, lors d'un actionnement des freins, fourni à la chambre de pression I' au moyen d'un amplificateur à dépression 46 connu en soi et d'un ensemble piston- cylindre 47 Au maître-cylindre en tandem 45 sont raccordés des freins 48 de roues L'installation de freinage comporte en outre une soupape 49 réalisée sous la forme d'une soupape à double siège Un élément obturateur 50 est lié, de la façon décrite, à la tige-piston 9 de l'amplificateur hydraulique La soupape 49 consiste essentiellement en un corps partagé en trois chambres 51, 52, 53, parmi lesquelles la chambre 51 est en communication constante avec l'atmosphère Lorsque la soupape 49 est à la position de repos représentée, la chambre 51 est séparée des chambres 52 et 53 par l'élément obturateur 50 et par l'élément tubulaire 54 qui, dans cette condition, fait office de siège de soupape, tandis que les chambres 52 et 53 communiquent entre elles. Par des canalisations 55, 56, les deux chambres 57, 58 de l'amplifi- cateur à dépression 46 sont reliées à une source de dépression 59 Le piston 60 de l'amplificateur à dépression 46 n'est donc pas soumis à une pression différentielle et est maintenu, par le ressort de compres- sion 61, à une position initiale, à droite La canalisation 62 et la chambre de pression Il sont donc exemptes de pression. Ceci étant, si on exerce une force sur la pédale de frein 10, la tigepiston 9 se déplace là encore, de sorte que l'intervalle axial "s" diminue et que l'élément obturateur 50 accomplit un dépla- cement correspondant Un ressort de compression 63 de la soupape 49 a pour effet que l'élément tubulaire 54 suit le mouvement de l'élément obturateur 50, jusqu'à ce que cet élément tubulaire 54 vienne au contact d'un siège 64 de la soupape 49 et interrompe la communication entre les chambres 52 et 53 L'élément obturateur 50 continuant à se déplacer, la chambre 53, et donc la chambre 58 de l'amplificateur 46, sont reliées à l'atmosphère, tandis qu'une dépression continue à régner dans la chambre 57 Il en résulte que le piston 60 de l'amplificateur 46 se déplace vers la gauche sur le dessin et, par l'intermédiaire d'une tige de piston 65, déplace le piston 66 de l'ensemble piston-cylindre 47 Cet ensemble 47 possède une chambre de travail 67 dans laquelle il s'établit donc une pression qui se propage, via la conduite 62, à la chambre de pression Il et déplace, vers la gauche sur le dessin, le piston 2 de l'amplificateur L'intervalle axial "s" est ainsi accru jusqu'à ce qu'il y ait un état d'équilibre entre la force à la pédale et la pression dans la chambre 11 Lorsque la force sur la pédale 10 disparaît, l'élément obturateur 50 de la soupape 49 décolle l'élément tubulaire 54 de son siège 64, de sorte que ce sont de nouveau des pressions égales qui règnent dans les chambres 57, 58 de l'amplificateur à dépression 46, et que le piston 66 est ramené à sa pcoition extrême vers la droite, et que la pression s'évanouit dans la chambre de travail 67 de l'ensemble piston-cylindre 47, et dans la chambre de pression 11. Bien entendu, les exemples de réalisation décrits ne sont nullement limitatifs de l'invention. REVENDICATIONS 1 Amplificateur de force hydraulique, notamment pour actionner au moins un piston de maître-cylindre dans une installation de freinage d'un véhicule automobile, cet amplificateur comportant un piston ampli- ficateur et, spatialement séparée de ce piston, une soupape située en un endroit fixe, pour commander la communication entre une chambre de pression et une source de pression ou un réservoir sans pression, cet amplificateur comportant en outre, entre une tige-piston actionnable par pédale et un organe de commande de la soupape, un dispositif pour transmettre le déplacement de la tige-piston, ladite soupape prenant, dans la condition de non-freinage, sous l'effet de moyens élastiques, une position dans laquelle est établie une communication entre la chambre de pression et le réservoir sans pression, cet amplificateur étant caracté- risé en ce qu'un tube flexible ( 16) est fixé à la soupape ( 19, 49) et au piston amplificateur ( 2), et en ce qu'un élément ( 36, 44) de longueur constante est placé, avec possibilité de translation, dans la cavité axiale ( 43) du tube flexible ( 16) et est relié, d'une part, à l'organe de commande ( 21, 50) de la soupape ( 19, 49) et, d'autre part, à la tige- piston ( 9). 2 Amplificateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un élément ( 36) du genre câble, sollicitable axialement, est guidé dans le tube flexible ( 16). 3 Amplificateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément inséré ( 36) est une tige élastique,-transmettant des forces de traction et de compression. 4 Amplificateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités du tube flexible ( 16) sont aménagées en corps cylindriques ( 39, 40) dans lesquels sont guidés des pistons ( 41, 42) qui sont liés, l'un à l'organe de commande ( 21, 50) de la soupape ( 19, 49), et l'autre à la tige-piston ( 9), et en ce que la cavité axiale ( 43) du tube flexible ( 16) est remplie de fluide hydrau- lique ( 44) entre les pistons ( 41, 42). Amplificateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de pression ( 11) est reliée à un ensemble piston- cylindre ( 47) actionnable par un amplificateur à dépression ( 46) connu en soi. 6 Amplificateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la soupape ( 49) est du type soupape à double siège établissant, dans la condition de non-freinage, une communication entre le-s chambres ( 58, 57) de l'amplificateur à dépression ( 46) et une source de dépression ( 59), et établissant, dans la condition d'actionneiment, une mise à la pression atmosphérique de la chambre ( 58) non en regard de l'ensemble piston- cylindre ( 47). 7 Amplif c( ate-ur senla rever ndication J, caracterisé_ en ce que la tige-piston ( 9 ' pÉTn Ire dans la chabre dte pression (-11) par une surface hydrauliquement active. 8 AM Dlificateur selon la revendicatior 1, caracterisë en ce que le tube lxbe ( 16) suit un trajt de cc-aal reliantv la chnîîbre de pression ( 11) à la, soupape ( 09, /49).