Brevet FR2523910A1 — publié le 19830930

L'invention est relative à un servo-frein pour véhicules. Plus particulièrement, l'invention concerne un servo-frein ayant un piston de cloison mobile simplifié. Le piston simplifié comprend des parties du mécanisme de réaction du servo-frein et du mécanisme de contrôle. Un piston du clapet d'admission d'air du mécanisme de contrôle du servo-frein est maintenu en place au moyen dtune collerette plutôt que par un organe de retenue comme c'est le cas en général à ltheure actuelle, et le piston du clapet d'admission d'air est assemblé a' travers le piston du cylindre du servo-frein & partir de son extrémité avant (de ce fait, ltex- trémité du martre cylindre). Grâce à l'invention, la taille du piston du cylindre du servo-frein peut être réduite par rapport aux pistons pro 'duits couramment. Le clapet d'admission d'air et le piston de réaction sont d'un seul tenant, et un organe d'espacement annulaire est conçu pour obturer en fait une partie appropriée de la surface effective d'un dispositif de réaction à disque déformable. La pièce d'espacement annulaire agit aussi comme guide pour le clapet d'admission d'air et le piston de réaction combinés. D'autres particularités et avantages de l'invention ap parattront au cours de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé qui en illustre un mode de réalisation non limitatif. - la Fig. 1 est une vue mi-coupe longitudinale, miélévation de l'assemblage d'un servo-frein et d'un maitre-cy- lindre, selon î'invenion -- la Fig. 2 est une vue en coupe, avec arrachements à échelle agrandie d'un détail de la figure 1, illustrant un piston de servo-frein, un mécanisme de contrôle et un mécanisme de réaction selon l'invention. Comme représenté aux dessins, un assemblage 10 d'un servo-frein et d'un ma4tre-cylindre comprend un servo-frein 12 et un mattre-cylindre 14. Le mattre-cylindre, qui peut en principe être d'un quelconque type approprié, est du type à maître-cylindre double dans lequel deux pistons de mise en pression sont déplaçables de manière alternative dans un alésage unique pour mettre en pression le liquide de frein hydraulique dans deux chambres séparées de mise en pression pour actionner deux circuits de freinage d'un véhicule. Le servo-frein 12 est du type à commande par dépression et à diaphragme unique, et comprend un bottier 16 agencé pour être fixé par un dispositif de fixation 18 à une cloison pare-feu (non représentée) d'un véhicule dans lequel l'assemblage 10 est installé, le carter 20 du maître-cylindre 14 étant fixé à l'extrémité avant du bottier 16 du frein suivant un procédé bien connu dans la technique. Le servo-frein 12 comporte une cloison mobile 22 constituée d'un diaphragme 24 et d'un piston 26 de la cloison mobile. La périphérie interne du diaphragme 24 est fixée au piston de la cloison mobile et la périphérie externe du diaphragme me est fixée au bottier 16 du servo-frein de manière connue en soi, de façon que le piston de la cloison mobile puisse exécuter des va-et-vient dans le carter du servo-frein. Le piston de la cloison mobile comprend une soupape de contrôle 28 et une section de réaction 30. Comme cela sera décrit plus en détail plus loin, un piston de clapet d'admission d'air 32 est monté de manière à pouvoir effectuer des déplacements alternatifs dans un alésage ménagé dans le carter du piston 34 du piston de la cloison mobile 26. Une tige de commande 36 a son extrémité avant fixée pivotante au piston du clapet d'admission d'air, et son extrémité arrière fixée pivotante en 38 a une pédale de frein mobile 40. Un organe de sortie 42 de la cloison mobile s'étend depuis l'extrémité avant du bottier 34 du piston par une ouverture étanche dans le boîtier 16 du servo-frein, pour agir sur le mattre-cylindre 14, ce qui est bien connu dans la technique.Un ressort de rappel de la cloison mobile du servofrein 44 sollicite continuellement le piston de la cloche cou lissante 26, et de ce fait la cloison mobile 22, vers la droite par rapport à la figure 1, dans la position représentée où le frein est desserré. La cloison mobile 22 sépare le bottier 16 en une chambre à vide 46 et une chambre à pression variable 48. Le vide est maintenu dans la chambre 46 par une source de dépression adaptée par l'intermédiaire d'un embout 50. Quand le servofrein est dans la position desserrée représentée, la chambre à pression variable 48 est à la meme pression que la chambre 46, puisque les chambres 46 et 48 sont en communication par des canalisations et des portions de la soupape de contrôle 28, suivant un procédé bien connu dans la technique. Le bottier du piston a un alésage à gradins multiples 52 qui le traverse. L'alésage 52 a une partie centrale 54 présentant une paroi cylindrique 56 qui constitue la partie de plus petit diamètre de l'alésage, et la partie de l'alésage 52 en avant de la partie centrale 54 est conçue pour former une première puis une seconde partie en escaliers 58 et 60 de l'alésage, s'élargissant progressivement. Ces parties d'alésage 58 et 60 délimitent aussi un premier puis un second recoin 66 et 68 espacés axialement et en avant par rapport à la partie centrale 54. Un siège annulaire 70 pour le clapet de dépression est ménagé dans l'alésage 52 en arrière de la partie centrale 54 de l'alésage, et présente un diamètre interne plus grand que la section centrale. Des canalisations d'air et de vide 72 et 74 respectivement sont réalisées dans le bottier du piston pour le contrôle et le fonctionnement du servo-frein comme ctest bien connu dans la technique. Un obturateur de soupape de commande mobile 76 est monté dans une section 78 de diamètre encore plus grand, vers l'arrière du siège 70 du clapet de dépression, et est continuellement sollicité vers ce siège par un ressort 80, comme cela est bien connu.Un ressort de rappel 82 de la tige de commande et du piston du clapet d'admission d'air est aussi prévu, et agit sur la tige de commande 36 pour pousser cette tige et le piston du clapet dtadmission d'air 32 vers l'carrière dans la position des freins desserrés. Comme on l'a souligné precedexment, I'e'ctrémité avant 84 de la tige de commande 36 est fixée pivotante au piston du clapet d'admission d'air 32. Le piston 32 du clapet dtadmission d'air a une partie centrale 86 qui est reçue de manière étanche et à pouvoir exécuter des va-et-vient dans la partie centrale 54 de l'alésage 52, et présente aussi un prolongement arrière 88 de diamètre réduit dont l'extrémité libre est formée pour délimiter un siège 90 pour le clapet d'admission dtair. Pour permettre l'assemblage du piston 32 du clapet dladmission dtair depuis l'ex- trémité avant du bottier du piston 34, le siège 90 du clapet d'admission d'aix et le prolongement arrière 88 sur lequel il est formé doivent avoir un diamètre pas plus grand que celui de la partie centrale 54 de l'alésage 52. Le siège 70 du clapet de dépression et le siège 90 du clapet d'admission d'air sont disposés en alignement axial avec la face de l'obturateur 76 de soupape de contre mobile, le siège 90 du clapet d'admission d'air étant disposé généralement radialement vers l'intérieur du siège 70 du clapet de dépression. Comme le piston 32 du clapet d'admission d'air peut exécuter des va-et-vient dans l'alésage 52 du boîtier 34 du piston, le siège 90 du clapet d'admission d'air est mobile par rapport au siège 70 du clapet de dépression. Dans la position desserrée normale représentée sur le dessin, le siège 90 du clapet d'admission d'air coopère avec la face de l'obturateur 76 de soupape de contrôle pour empecher la pénétration d'air atmosphérique dans la chambre du servo-frein 48. Le ressort 82 est suffisamment plus fort que le ressort 80 pour comprimer légèrement le ressort 80 et maintenir l'obturateur 76 de soupape de contrôle mobile espacé axialement par rapport au siège 70 du clapet de dépression. De ce fait, le vide dans la chambre 46 se communique à la chambre 48 par les passages 72 et 74, en passant par l'intervalle ouvert entre l'obturateur 76 de soupape de contrôle et le siège 70 du clapet de dépression. C'est la condition de commande par dépression du servo-frein 12. Le piston 32 du clapet d'admission drair comporte une collerette 92 formée dessus juste en avant de la partie centrale 86 du piston, la collerette ayant un diamètre quelque peu plus grand que la section centrale du piston 86 et aussi plus grand que la section centrale 54 de l'alésage 52. Le diamètre de la collerette 92 n'est pas aussi grand que le diamètre de l'alésage 58, de façon que la périphérie externe de la collerette soit espacée radialement vers l'intérieur de la paroi 62 de l'alésage. La surface arrière de la collerette 92 s'appuie sur l'épaulement 66 quand le servo-frein est dans la position desserrée illustrée. L'extrémité avant 94 du piston 32 du clapet d'admission d'air comprend un prolongement vers l'avant 96 stétendant depuis la collerette 92 à l'intérieur de la section 60 de l'alésage 52. Le prolongement vers l'avant 96 a un diamètre inférieur à celui de la section d'alésage 58, et est illustré comme ayant aussi un diamètre inférieur à celui de la section centrale 54 de l'alésage 52. Un organe d'espacement annulaire 98 est ajusté dans la section 60 de l'alésage, sa surface arrière aboutant contre l'épaulement 68. Une paroi périphérique interne 100 de l'or- gane d'espacement 98 délimite un alésage de l'organe d'espacement dans lequel le prolongement avant 96 du piston du clapet d'admission d'air 32 est monté de manière à pouvoir effectuer des va-et-vient. Unesurface avant (paroi d'extrémité avant) 102 de 1'élément d'espacement 98 s'appuie sur un élément de réaction à disque déformable 104, qui est ajusté dans la partie d'alésage 60 de façon que sa surface périphérique externe 106 s'appuie sur la paroi cylindrique 64 de la section d'alésage 60. L'extrémité arrière 110 de l'organe de sortie 42, qui est ajustée dans la section d'alésage 60, s'appuie sur à peu près la totalité de la surface de la face avant 108 de l'orga- ne de réaction 104. Comme l'organe d'espacement annulaire 98, ltorgane de réaction 104 et l'extrémité arriere 110 de l'organe de sortie 42 sont ajustés dans la section de l'alésage o0, de façon que leurs surfaces périphériques externes s'appuient contre la paroi cylindrique 64 de la section de l'alésage 60. L'arrangement décrit présente une très bonne compacité spatiale dans la direction transversale de l'assemblage. Une partie centrale de la face arrière 112 de l'organe de réaction à disque déformable 104, fait face à l'alésage délimité par la cloison périphérique interne 100 de l'organe d'espacement 98, et fait aussi face à l'extrémité avant 94 du piston 32 du clapet d'admission d'air. Une petite saillie 114, de diamètre considérablement inférieur au prolongement avant 96, de l'extrémité avant 94 du piston 32 du clapet d'admission d'air peut coopérer avec la face arrière 112 de l'organe de réaction à disque déformable 104 de façon qu'un déplacement vers l'avant du piston 32 du clapet d'admission d'air provoque la déformation, par la saillie, de l'organe de réaction à disque déformable, comme c 'est bien connu dans la technique. Comme le prolongement avant 96 du piston 32 du clapet d'admission d'air traverse entièrement l'organe d'espacement annulaire 98, l'arrangement décrit présente une très bonne compacité dans la direction longitudinale de l'assemblage. En outre, la force de réaction transmise par le mat- tre-cylindre vers l'arrière le long de l'organe de sortie 42 traverse ltorgane de réaction à disque déformable 104, de sorte que la force de réaction est répartie d'une part sur l'or- gane d'espacement annulaire 98, et par là sur la paroi mobile 22 du servo-frein, et d'autre part sur la pédale de frein 40 par l'intermédiaire du piston 32 du clapet d'admission d'air et de la tige de commande 36, suivant un procédé en général connu dans la technique. Le piston 26 de la cloison mobile selon l'invention a de ce fait un nombre réduit de composants, ce qui permet des dimensions longitudinales et transversales réduites contribuant à rendre plus compact l'ensemble de l'assemblage de servo-frein. Le piston 32 du clapet d'admission d'air, l'organe d'espacement annulaire 38, 11 organe de réaction à disque déformable 104 et l'organe de sortie 42 sont tous assemblés dans l'alésage du bottier du piston 34 à partir de l'extrémité avant du piston. Après que le piston 32 du clapet 11 d'admission d'air ait été installé sur l'extrémité avant 84 de la tige de commande 36, un poinçon ou une opération de pannage réalisée à travers le passage 74, assure une liaison sûre entre la tige de commande 36 et le piston 32 du clapet d'admission d'air, tout en permettant toujours les mouvements de pivotement de la tige de commande nécessaires pour adapter le mouvement de la pédale de frein 40 sans coincement. On notera que l'organe d'espacement -annulaire 98 ob- ture effectivement une partie de la surface effective de la face arrière de l'organe de -réaction à disque déformable 104, et que organe d'espacement annulaire sert en outre de guide au piston 32 du clapet d'admission d'air dans son mouvement de va-et-vient. R E V E N D I c u T I O N S 1 - Servo-frein caractérisé en ce qu'il comprend un piston (26) de cloison mobile pourvu d'un bottier de piston (34) à travers lequel est formé un alésage à gradins multiples (52) pour recevoir dans une section (54) de l'alésage un piston (32) de clapet d'admission d'air qui présente un prolongement (96) s'étendant dans une seconde section (60) de ltalé- sage, et, ajusté dans la seconde section de l'alésage orienté consécutivement suivant un alignement axial, un dispositif d'espacement (98), un dispositif de réaction (104) et un dispositif de sortie (110) du servo-frein, le dispositif d'espacement présentant une ouverture \1CO) à travers laquelle il reçoit coulissant le prolongement du piston du clapet d'admission d'air, le prolongement se prolongeant à travers ltou- verture pour s'appuyer directement sur une partie de la surface (112) choisie du dispositif de réaction. 2 - Servo-frein selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'alésage à gradins multiples (52) du bottier (34) du piston de la cloison mobile délimite une section centrale (54) ayant une paroi cylindrique (56) constituant la partie de diamètre minimal de l'alésage, et une première puis une seconde section d'alésage (58 et 60) en escaliers s'élargissant progressivement, définissant un premier puis un second épaulement (66 et 68) dans l'alésage espacés axialement et d'un môme côté par rapport à la section centrale, la seconde section d'alésage (60) s'ouvrant sur une extrémité du bottier du piston (34) de la cloison mobile, un siège annulaire (70) dtun clapet de dépression est formé dans l'alésage de l'autre côté de la section centrale et présente un diamètre plus grand que la section centrale, et un dispositif de canalisations d'air et de vide (72 et 74) est ménagé dans le bottier du piston de la cloison mobile pour le contre et le fonctionnement du servo-frein, le piston (32) du clapet dtadmission d'air est monté de manière à pouvoir effectuer des va-et-vient dans la section centrale de l'alésage et est pourvu d'une collerette périphérique (92) dans la première section de l'alésage qui peut s'appuyer de façon sélective sur le premier épaulement, et un siège (90) du clapet d'admission d'air sur une extrémité du piston du clapet d'admission d'air présente un diamètre pas plus grand que la section centrale de l'alésage, pour l'y introduire pendant l'assemblage, le siège du clapet d'admission d'air étant disposé sensiblement radialement vers l'intérieur du siège du clapet de dépression et étant mobile par rapport à ce dernier, le prolongement du piston du clapet d'admission d'air se prolongeant vers l'avant depuis la collerette dans la seconde section de l'alésage et ayant un diamètre inférieur à celui de la section centrale de l'alésage et se terminant en une saillie de petit diamètre, une tige de commande (36) d'entrée du servo-frein s'étend dans l'alésage du piston de la cloison mobile à travers les sièges des clapets et est fixée pivotante (en 84) au piston du clapet d'admission d'air pour provoquer le déplacement du piston du clapet d'admission d'air pour actionner le servo-frein, le dispositif d'espacement comprend un organe d'espacement annulaire (98) reçu dans la seconde partie de l'alésage en butée contre le second épaulement et sa surface périphérique s'appuie sur la surface périphérique de la paroi de l'alésage (64),délimitant la seconde section de l'alésage, l'organe d'espacement ayant sa surface périphérique interne (100) formant une surface de guidage cylindrique pour le prolongement avant du piston du clapet d'admission d'air, le dispositif de réaction comprend un organe de réaction à disque déformable (104) disposé dans la seconde section de l'alésage, sa surface périphérique externe s'appuyant sur la surface de la cloison périphérique de la seconde section de l'alésage avec une face en appui sur l'organe d'espacement sur laquelle peut s'appuyer la saillie de petit diamètre du clapet d'admission d'air, et le dispositif de sortie du servo-frein comprend un organe de sortie du servo-frein (110) qui est monté de manière à pouvoir exécuter des va-et-vient dans la seconde section de l'alésage et aboute sur à peu près la totalité de l'autre face de ltorgane de réaction à disque déformable.