Brevet FR2528780A1 — publié le 19831223

Ta présente invention concerne les servomoteurs comman- dés par un fluide sous pression, du type utilisé pour action- ner des freins assistés et analogue, et particulièrement un mécanisme suiveur à valve ou soupape de commande commandant le fonctionnement des servomoteurs. Ces servomoteurs commandés par un fluide sous pression, ou asservissc-urs de frein, comme on les connaît habituelle- ment clans la technique, consistent en général en un carter ayant une paroi mobile -, susceptible d'effectuer un mouvement en va-et-vient dans le carter ou logement, et divisant le carter en deux compartiments, un de chaque côté de la paroi mobile Les deux compartiments coopèrent pour produire une différence de pression sur les côtés opposés de la paroi mobile, ce qui a pour conséquence de faire se déplacer la paroi, sous l'action de la pression la plus élevée, en direction de la pression la plus basse En outre, les ser- vomoteurs comprennent une soupape de commande actionnée par le conducteur du véhicule qui règle le degré de vide, ou la pression inférieure à la pression atmosphérique, qui est établie sur un côté de la paroi mobile La paroi mobile est habituellement reliée au mattre-cylindre de l'installa- tion de freinage hydraulique du véhicule automobile de manière que lorsqu'une pression différentielle agit sur la paroi mobile et, quand de ce fait la paroi est entraînée en déplacement, le fluide hydraulique est refoulé à partir du maltre-cylindre dans l'installation de freinage hydrau- lique et fait fonctionner les freins hydrauliques du véhicule. Les réalisateurs d'asservisseurs de frein destinés à des-installations de freinage de véhicule cherchent à fournir un servomoteur commandé par un fluide sous pression et propre â supprimer la partie initiale de la course d'appli- cation du frein au minimum possible pour des raisons de sécurité quand le conducteur commence à agir sur la pédale du frein pour actionner le mécanisme suiveur à valve de commande et interrompre la communication du fluide entre les deux côtés de la paroi mobile. Un but principal de l'invention est de fournir un servomoteur commandé par un fluide sous pression et destiné à une installation de frein assisté pour véhicule, susceptible de réduire la partie initiale de la course d'application du 2 2528780 frein au minimum possible en interrompant rapidement la communication du fluide entre les deux côtés de la paroi mobile, suivi par l'exposition immédiate à une pression plus élevée sur l'un des côtés, tel que celle de la pression atmosphérique, pendant la course d'application du frein quand le conducteur commence à agir sur la pédale de freinage pour actionner le mécanisme à soupape de commande du servomoteur. Tenant compte des buts visés, et d'autres également, la présente invention concerne un servomoteur commandé par un fluide sous pression, comprenant un carter contenant un ensemble, constitué par un diaphragme et une paroi, pouvant se déplacer en réponse à une pression différentielle, un mécanisme suiveur à valve ou soupape de commande porté par la paroi pouvant prendre une première position o s'établissent des pressions équivalentes sur les côtés opposés de la paroi et qui la rendent inactive, et une seconde position o s'établissent des pressions différen- tielles sur les côtés opposés de la paroi et qui la rendent active, déterminant ainsi une course d'application de force, et un organe à ressort qui sollicite normalement la paroi pour qu'elle vienne coopérer avec le carter en butant contre lui Le mécanisme à valve de commande comprend un siège à vide sur la paroi, un organe mobile pouvant glisser contre la paroi et relié opérationnellement à une pédale de frein que l'on peut actionner au pied, un siège à air monté sur l'organe mobile, destiné à se déplacer par rapport au siège à vide, une valve à champignon montée sur la paroi et sollicitée par un ressort en engagement alterné avec le siège à vide et le singe à air, et un organe clavette coulissant librement aussi bien par rapport à l'organe mobile que par rapport à la paroi et venant coopérer par butée avec la paroi du carter pour déterminer une première position du mécanisme suiveur à valve de commande correspondant à une condition de capacité d'ad- mission minimale nécessaire pour permettre la communica- tion entre les deux côtés de la paroi, suivi par le passage immédiat à une seconde position du mécanisme suiveur à une soupape de commande. Un exemple de réalisation de l'invention sera mainte- 3 2528780 nant décrit à l'aide du dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un servo- moteur selon l'invention; et la figurce 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1. Le dispositif C Ie freinage représenté sur la figure 1 comprend un servomoteur 12 commandé par un fluide sous pression et relié à un maftre-cylindre (non représenté) qui applique aux freins de roues avant et arrière (non représentées) une force hydraulique opératoire en réponse à une force appliquée sur une pédale (non représentée) par un opérateur. Le servomoteur 12 commandé par un fluide sous pression comprend une première coquille 22 fixée sur une seconde coquille 24 par un dispositif de verrouillage par torsion 26 Une paroi mobile 28 est disposée à l'intérieur de la première coquille 22 et de la seconde coquille 24 pour former une première chambre à volume variable 30 et une seconde chambre à volume variable 32 La paroi 28 comprend un moyeu central 34 pourvu d'une plaque de support 36 partant du.moyeu Un diaphragme 40 comprend un premier bourrelet 42 sur sa périphérie, qui est maintenu entre la joue 44 de la seconde coquille 24 et la première coquille 22, et un second bourrelet 48 enfoncé dans la gorge 50 qui est contre la plaque de support 36. Le moyeu 34 est pourvu d'une saillie 52 s'étendant vers l'arrière et passant par l'ouverture 54 de la seconde coquille 24 La saillie 52 comprend un alésage 56 dans lequel est disposée une soupape de commande 58 pour transmettre une commande à partir d'une pédale (non repré- sentée) par l'intermédiaire de la tige-poussoir 60. La soupape de commande 58 comprend un dispositif à champignon 62 qui est actionné séquentiellement après le mouvement du plongeur 66 déterminé par la tige-poussoir 60 pour interrompre le vide et permettre à l'air de créer une pression différentielle sur les faces de la paroi 28. Le dispositif à champignon 62 comprend une face 68 séparée d'un bourrelet fixe 64 par une section flexible 70. Le bourrelet 64 est maintenu dans un alésage 56 par un organe de retenue 72 qui sollicite le bourrelet 64 contre 4 2528780 la saillie 52 Un premier ressort 74 relié au dispositif de retenue 72 sollicite la face 68 en direction d'un siège 67 à vide, qui est adjacent au passage à vide 76. Le passage à vide 76 relie la première chambre 30 à l'in- térieur de l'alésage 56 du moyeu 34 Un second ressort 78 situé entre l'organe de retenue 72 et la rondelle 82 qui est appliquée contre l'épaulement 80 de la tige-poussoir sollicite le siège à pression atmosphérique 84 qui est monté sur le plongeur 66 à venir en contact avec la face 68. Un ressort de rappel 88 situé entre la coquille 22 et le moyeu 34 sollicite l'élément tampon 90 du diaphragme In direction de la coquille 24 Dans cette position, le vide qui est appliqué à partir du collecteur d'entrée par l'intermédiaire de la conduite 92 et après la soupape de contrôle (non représentée) dans la chambre avant 30 provoque le re-flux de l'air de la seconde chambre à volume variable 32 par le passage 86 et l'alésage 56 pour sortir par le passage 76 en direction de la paroi 28 suspendue du fait du vide. L'extrémité avant de gauche du plongeur 66 passe dans une ouverture 94 qui est en communication avec une chambre de réaction 96 La chambre de réaction 96 est du type à alésage en gradins constituant deux épaulements annulaires 98 et 100 A l'intérieur de la chambre de réaction à gradins 96 sont emprisonnés une plaque 102, un élément 104 en un matériau tel que du caoutchouc et une t 9 te 106 d'un organe entraîné 108 L'organe entraîné 108 est relié au maître piston non illustré du maître-cylindre de frein (non représenté) La plaque 102 peut coulisser librement dans la chambre de réaction 96 et forme un jeu indiqué en C par rapport à l'épaulement 100, comme cela sera décrit plus en détail ci-dessous. Le plongeur 66 comprend une gorge annulaire 110 avec laquelle coopère une partie en forme de fourche 112 a d'une clavette 112 La clavette 112 comprend une paire de doigts 112 b qui viennent buter contre la coquille 24 La saillie 52 fournit un passage 86 pour la liaison de la chambre 32 avec l'intérieur de la saillie 52 La partie en forme de fourche 112 a peut coulisser librement en direction axiale dans un alésage 116 de la saillie 52 pour former un jeu B entre la partie en forme de fourche 112 a et la face arrière de l'a 15;age 116 dans la position de repos du servo de frein, comme le montre la figure 1 et comme cela sera décrit plus en détail ci-après. Le fonctionnement du mode de réalisation préféré est le suivant: Dans la position représentée, les parties du servomo- teur de freinage 12 sont clans leur position de repos Il est à noter que dans cette position, le siège 67 à vide et la face 68 coopèrent pour former un faible jeu représenté en A alors que l'autre siège 84 à air coopère avec la face 68 du dispositif à champignon 62 de manière que la chambre 32 soit en communication avec l'autre chambre 30, avec la- quelle elle est soumise à la dépression provenant du vide, alors que l'air à la pression atmosphérique qui est présent dans l'alésage 56 après avoir traversé un filtre 18 est isolé. Quand un opérateur applique une force sur la pédale (non représentée), la tige-poussoir 60 se déplace et autorise le ressort 74 à déplacer la face 68 du dispositif à champi- gnon 62 contre le siège 67 à vide pour interrompre la commu- nication entre la, première chambre 30 et l'alésage 56 par l'intermédiaire du passage 76 Le jeu A est calculé au minimum nécessaire et suffisant pour maintenir la communication entre la première chambre 30 et l'alésage 56 en position derepos. Quand la tige-poussoir 60 continue à se déplacer, elle éloigne le siège 84 à pression atmosphérique de la face 68 pour permettre à l'air à la pression atmosphérique qui est prisent dans l'alésage 56 de pénétrer dans la chambre arrière 32 par le passage 86 Quand de l'air se trouve dans la chambre arrière 32 et du vide dans la chambre avant , une pression différentielle est créée entre les deux faces de la paroi 28,Cette pression différentielle crée une force opératoire qui est transmise par le moyeu 34 et déplace la tête 106 de l'organe entraîné 108 par l'intermé- diaire de la plaque 102 et de l'élément en caoutchouc 104, de sorte que la pression du fluide de freinage se développe dans le maître-cylindre de freinage (non représenté) de la manière ordinaire. On comprendra de ce qui précède que le jeu A qui est 6 2528780 calculé au minimum nécessaire permet de déterminer une interruption rapide de la communication entre la première chambre 30 *-t l'alésage 56 pendant la partie initiale de la course d'application du frein, et de ce fait un rapide développement de l'effort de freinage ou une meilleure réponse du système de freinage. Au cours de ce fonctionnement, une partie essentielle de la force de réaction développée dans l'élément de réaction en caoutchouc 104 est reçue par l'épaulement 98 de la saillie 52 alors que le reste est reçu par la plaque 102 et reçu à son tour par le plongeur 66, cette pression étant détectée ensuite par l'opérateur par l'intermédiaire de la tige-poussoir 60 et de la pédale de frein (non repré- sentée). 1 S Le jeu B'se forme dans la condition dans laquelle la clavette 112 est en coopération de butée par ses doigts 112 b avec la face interne de la coquille 24 et la face de gauche de la gorge annulaire 110 du plongeur 66 est sollicitée par le ressort 78 pour venir buter contre la clavette dans la position de repos qui est représentée. Le jeu B est dimensionné de manière que le plongeur 66 puisse se déplacer vers l'avant au-delà du jeu A et qu'en plus, le siège 84 à pression atmosphérique s'éloigne de la face 68 sur une distance suffisante pour permettre à l'air à la pression atmosphérique et présent dans l'alésage 56 de pénétrer rapidement dans la chambre arrière 32 Il en résulte un développement rapide d'une pression diffé- rentielle des deux côtés du piston 28 et de ce fait on dispose de moyens pour déterminer la capacité de réponse la meilleure que l'on recherche pour la soupape 62, et par voie de conséquence pour le servomoteur 12 Lorsqu'on cesse d'appliquer la force d'entrée, le ressort de rappel 78 sollicite le siège 84 à pression atmosphérique ou à air contre la face 68 et éloigne la face 68 du siège à vide de manière à ce que le vide existant dans la chambre 30 évacue la chambre arrière 32 et suspende à nouveau par son action la paroi 28. Dans la phase de retour à l'état initial, la clavette 112 est, dans la partie initiale de la course de la pédale, sollicitée par le ressort 78 et le plongeur 66 vers la droite 71,, ,; e ,r ,- 7 2528780 jusqu'à ce que la partie en forme de fourche 112 a vienne bu- ter contre la face arrière de l'alésage 116 de manière que le jeu B soit éliminé, avec ce résultat que la face 68 s'éloigne du siège 67 à vide sur la distance maximale de manière à déterminer ainsi une section de passage la plus importante possible à ce niveau pour évacuer rapidement l'air se trouvant clans la chambre arrière 32 On obtient ainsi un retour rapide du servomoteur à son état initial. Le passage de section la plus importante est maintenu ou assuré jusqu'à ce que la clavette 112 bute ontre la faoe interne de la coquille arrière 24 par les doigts U 2 b, et que la paroi 28 bute sur la coquille 24 au niveau de l'orane t WV, 90 hmftdtatoemnt après Le jeu B revient alors à sa dimension initiale représentée entre la partie en forme de fourche 112 a et la face droite de l'alésage 116, comme le montre la figure. Le jeu C est calculé pour déterminer des moyens d'arrêt pour la plaque 102 quand le plongeur 66 se déplace vers la droite par rapport au moyeu 3 4 au cours de l'opéra- tion de retour à l'état initial de manière à éviter un excès de déformation de l'élément en caoutchouc 104 et à lui assurer une durée de vie plus longue. Au cas o on ne dispose pas de vide et o l'opérateur doit actionner le frein sans asservissement, la tête 106 est déplacée par rapport au moyeu 34 jusqu'à ce que la face de droite de la gorge annulaire 110 du plongeur 66 vienne buter contre la partie en forme de fourche 112 a de la clavette 112, suite à quoi le plongeur 66 sollicite le moyeu 34 et de ce fait la paroi 28 à l'encontre de l'action du ressort 88, poussant l'organe entraîné 108 vers la gauche. Pour comprendre complètement l'invention, il peut être avantageux de souligner que la face 68 du dispositif à champignon 62 et le siège 67 à vide sont situés à la distance minimale nécessaire pour maintenir la communication du fluide soumis à la dépression du vide quand ces éléments sont dans la position de repos du servomoteur 12 qui est représentée Cependant, la distance est modifiée à son maximum quand le servomoteur 12 est actionné et on obtient avantageusement rapidement une pression différentielle sur les faces de la paroi 28, ou une évacuation rapide de l'air qui est présent dans la chambre 32 en vue de revenir 8 2528780 à l'état initial Ceci est efficace pour augmenter ou amé- liorer la capacité de réponse du servomoteur ou asservisse- ment de frein 12 à une manoeuvre du conducteur visant à effectuer un freinage d'urgence. Revendications 1. Servomoteur commandé par fluide pour un asservissement du frein, comprenant un carter ( 22,24) qui est partagé par un piston ( 28) formant paroi en deux chambres de travail, I- différence de pression entre ces deux chambres étant com- mandée par une valve suiveuse de commande portée par le piston et comprenant un siège ( 67) de dépression et un siège ( 84) de pression normale, de façon telle que le piston ( 18) en condi- tion inactive sous l'action de son ressort de rappel ( 88) peut adopter une position fixe axiale neutre, dans laquelle le siège ( 84) de pression normale est fermé, et, en condition active, peut actionner, après fermeture du siège ( 67) de dépression, le siège ( 84) de pression normale pour produire une pression différentielle de travail, la valve suiveuse de commande comprenant un élément de valve à air ( 66) déplaçable par coulissement dans le piston et relié fonctionnellementà une pédale de frein, cet élément ( 66) travaillant avec un élément de commande ( 62) qui commande les sièges précités et qui comprend une rainure annulaire dans laquelle est engagé -in élément formant clavette qui s'étend à travers un évidement radial du piston et qui relie l'élément de valve ( 66) au piston en permettant un jeu axial entre eux, caractérisé en ce que l'élément formant clavette ( 112) est reçu dans l'évi- dement radial ( 116) précité avec un jeu axial (B) et peut être amené en contact avec un point fixe par rapport au carter ( 24) dans la position neutre inactive du piston ( 28) sous l'influence de la force du ressort de rappel de P'elé- ment de valve * 2 Servomoteur selon la revendication 1, caractérisé ern ce que l'élément formant clavette ( 112) est reçu avec un jeu axial dans la rainure ( 110) de l'élément de valve ( 66). 3. Servomoteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le point fixe précité est la paroi interne du cartu ( 24). 4. Servomoteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mouvement vers l'arrière du piston ( 28) permet de réduire la distance entre la face ( 68) de l'élément de commande ( 62) et le siège ( 67) de dépression. après butée de l'élément formant clavette ( 112) sur le point fixe du carter.